2021年12月15日 | STM32固件库实现点亮LED

前言

使用固件库点亮LED

提示：以下是本篇文章正文内容

一、原理图

二、软件设计

在工程之上新建“bsp_led.c”及“bsp_led.h”文件，这些文件不属于STM32 标准库的内容，是由我们自己根据应用需要编写的，编程步骤如下：

使能 GPIO 端口时钟；

初始化 GPIO 目标引脚为推挽输出模式；

编写简单测试程序，控制 GPIO 引脚输出高、低电平

三、代码

1.LED 灯引脚宏定义

在编写应用程序的过程中，要考虑更改硬件环境的情况，即提高可移植性。

这个时候一般把硬件相关的部分使用宏来封装，若更改了硬件环境，只修改这些硬件相关的宏即可，这

些定义一般存储在头文件，即本例子中的“bsp_led.h”文件中

代码如下：

 // R-红色

 #define LED1_GPIO_PORT GPIOB

 #define LED1_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB

 #define LED1_GPIO_PIN GPIO_Pin_5

 // G-绿色

 #define LED2_GPIO_PORT GPIOB

 #define LED2_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB

 #define LED2_GPIO_PIN GPIO_Pin_0

 // B-蓝色

 #define LED3_GPIO_PORT GPIOB

 #define LED3_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB

 #define LED3_GPIO_PIN GPIO_Pin_1

以上代码分别把控制 LED 灯的 GPIO 端口、GPIO 引脚号以及 GPIO 端口时钟封装起来了。在实际控制的时候我们就直接用这些宏，以达到应用代码硬件无关的效果。

2. 控制 LED 灯亮灭状态的宏定义

为了方便控制 LED 灯，我们把 LED 灯常用的亮、灭及状态反转的控制也直接定义成宏。

 /* 直接操作寄存器的方法控制 IO */

 #define digitalHi(p,i) {p->BSRR=i;} //输出为高电平

 #define digitalLo(p,i) {p->BRR=i;} //输出低电平

 #define digitalToggle(p,i) {p->ODR ^=i;} //输出反转状态

 #define LED2_TOGGLE digitalToggle(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)

 #define LED2_OFF digitalHi(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)

 #define LED2_ON digitalLo(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)

 #define LED3_TOGGLE digitalToggle(LED2_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN)7 

 #define LED3_OFF digitalHi(LED2_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN)

#define LED3_ON digitalLo(LED2_GPIO_PORT,LED3_GPIO_PIN)

 /* 定义控制 IO 的宏 */

 #define LED1_TOGGLE digitalToggle(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN)

 #define LED1_OFF digitalHi(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN)

 #define LED1_ON digitalLo(LED1_GPIO_PORT,LED1_GPIO_PIN)

 //红

 #define LED_RED

 LED1_ON;

 LED2_OFF

 LED3_OFF

这部分宏控制 LED 亮灭的操作是直接向 BSRR、BRR 和 ODR 这三个寄存器写入控制指令来实现的，对 BSRR 写 1 输出高电平，对 BRR 写 1 输出低电平，对 ODR 寄存器某位进行异或操作可反转位的状态。

代码中的“”是 C 语言中的续行符语法，表示续行符的下一行与续行符所在的代码是同一行。代码中因为宏定义关键字“#define”只是对当前行有效，所以我们使用续行符来连接起来，应用续行符的时候要注意，在“”后面不能有任何字符(包括注释、空格)，只能直接回车。

3. LED GPIO 初始化函数

利用上面的宏，编写 LED 灯的初始化函数

1 void LED_GPIO_Config(void)

2 {

3 /*定义一个 GPIO_InitTypeDef 类型的结构体*/

4 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

5

6 /*开启 LED 相关的 GPIO 外设时钟*/

7 RCC_APB2PeriphClockCmd( LED1_GPIO_CLK|

8 LED2_GPIO_CLK|

9 LED3_GPIO_CLK, ENABLE);

10 /*选择要控制的 GPIO 引脚*/

11 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_GPIO_PIN;

12

13 /*设置引脚模式为通用推挽输出*/

14 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

15

16 /*设置引脚速率为 50MHz */

17 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

18

19 /*调用库函数，初始化 GPIO*/

20 GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

21

22 /*选择要控制的 GPIO 引脚*/

23 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_GPIO_PIN;

24

25 /*调用库函数，初始化 GPIO*/

26 GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

27

28 /*选择要控制的 GPIO 引脚*/

29 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED3_GPIO_PIN;

30

31 /*调用库函数，初始化 GPIOF*/

32 GPIO_Init(LED3_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

33

34 /* 关闭所有 led 灯 */

35 GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);

36

37 /* 关闭所有 led 灯 */

38 GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN);

39

40 /* 关闭所有 led 灯 */

41 GPIO_SetBits(LED3_GPIO_PORT, LED3_GPIO_PIN);

函数执行流程如下：

(1) 使用 GPIO_InitTypeDef 定义 GPIO 初始化结构体变量，以便下面用于存储 GPIO 配置。

(2) 调用库函数 RCC_APB2PeriphClockCmd 来使能 LED 灯的 GPIO 端口时钟。

(3) 向 GPIO 初始化结构体赋值，把引脚初始化成推挽输出模式。

(4) 使用以上初始化结构体的配置，调用 GPIO_Init 函数向寄存器写入参数，完成 GPIO 的初始化。

(5) 使用同样的初始化结构体，只修改控制的引脚和端口，初始化其它 LED 灯使用的GPIO 引脚。

(6) 使用宏控制 RGB 灯默认关闭。

4. 主函数

编写完 LED 灯的控制函数后，就可以在 main 函数中测试了：

1 #include "stm32f10x.h"

2 #include "./led/bsp_led.h"

3

4 #define SOFT_DELAY Delay(0x0FFFFF);

5

6 void Delay(__IO u32 nCount);

7

8 /**

9 * @brief 主函数

10 * @param 无

11 * @retval 无

12 */

13 int main(void)

14 {

15 /* LED 端口初始化 */

16 LED_GPIO_Config();

17

18 while (1)

19 {

20 LED1_ON; // 亮

21 SOFT_DELAY;

22 LED1_OFF; // 灭

23

24 LED2_ON; // 亮

25 SOFT_DELAY;

26 LED2_OFF; // 灭

27

28 LED3_ON; // 亮

29 SOFT_DELAY;

30 LED3_OFF; // 灭

31

32 /*轮流显示 红绿蓝黄紫青白 颜色*/

33 LED_RED;

34 SOFT_DELAY;

35

36 LED_GREEN;

37 SOFT_DELAY;

38

39 LED_BLUE;

40 SOFT_DELAY;

41

42 LED_YELLOW;

43 SOFT_DELAY;

44

45 LED_PURPLE;

46 SOFT_DELAY;

47

48 LED_CYAN;

49 SOFT_DELAY;

50

51 LED_WHITE;

52 SOFT_DELAY;

53

54 LED_RGBOFF;

55 SOFT_DELAY;

56 }

57 }

58

59 void Delay(__IO uint32_t nCount) //简单的延时函数

60 {

61 for (; nCount != 0; nCount--);

62 }

在 main 函数中，调用我们前面定义的 LED_GPIO_Config 初始化好 LED 的控制引脚，然后直接调用各种控制 LED 灯亮灭的宏来实现 LED 灯的控制。

四、下载验证

把编译好的程序下载到开发板并复位，可看到 RGB 彩灯轮流显示不同的颜色。

五、收获

1.如何防止头文件重复包含

1 #ifndef __LED_H

2 #define __LED_H

在头文件的开头，使用“#ifndef”关键字，判断标号“__LED_H”是否被定义，若没有被定义，则从“#ifndef”至“#endif”关键字之间的内容都有效，也就是说，这个头文件若被其它文件“#include”，它就会被包含到其该文件中了，且头文件中紧接着使用“#define”关键字定义上面判断的标号“__LED_H”。当这个头文件被同一个文件第二次“#include”包含的时候，由于有了第一次包含中的“#define __LED_H”定义，这时再判断“#ifndef __LED_H”，判断的结果就是假了，从“#ifndef”至“#endif”之间的内容都无效，从而防止了同一个头文件被包含多次，编译时就不会出现“redefine（重复定义）”的错误了。

2.注释规范

 /**

2 * @brief 初始化控制 LED 的 IO

3 * @param 无

4 * @retval 无

5 */

这是一种名为“Doxygen”的注释规范，如果在工程文件中按照这种规范去注释，可以使用 Doxygen 软件自动根据注释生成帮助文档。