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STM32F103C8T6实现流水灯_Tarbet_stm32f103c8t6

发布时间:2022-10-24 18:00:02 嵌入式 0次 标签:stm32
STM32F103C8T6实现流水灯一、实验原理1. STM32F103C8T6简介2. 地址映射3. 寄存器映射4. GPIO端口初始化设置二、原理三、C语言实现流水灯四、汇编实现流水灯五、小结六、参考一、实验原理1. STM32F103C8T6简介STM32F103C8T6是一款由意法半导体公司(ST)推出的基于Cortex-M3内核的32位微控制器,硬件采用LQFP48封装,属于ST公司微控制器中的STM32系列。内核Cortex-M3Flash64K x 8bit...

STM32F103C8T6实现流水灯

一、实验原理1. STM32F103C8T6简介2. 地址映射3. 寄存器映射4. GPIO端口初始化设置 二、原理三、C语言实现流水灯四、汇编实现流水灯五、小结六、参考

一、实验原理

1. STM32F103C8T6简介

STM32F103C8T6是一款由意法半导体公司(ST)推出的基于Cortex-M3内核的32位微控制器,硬件采用LQFP48封装,属于ST公司微控制器中的STM32系列。
内核Cortex-M3
Flash64K x 8bit
SRAM20K x 8bit
GPIO37个GPIO,分别为PA0-PA15、PB0-PB15、PC13-PC15、PD0-PD1
ADC2个12bit ADC合计12路通道(外部通道:PA0到PA7+PB0到PB1,内部通道:)
Timers1. 4个16bit定时器/计数器,分别为TIM1、TIM2、TM4 TM1带死区插入,常用于产生PWM控制电机
通信串口2IIC,2SPI,3USART,1CAN

2. 地址映射

    M3存储器映射
    LED灯程序中,宏定义:
#define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000)
PERIPH_BASE 外设基地址:因为stm32是32位的,宏展开为0x40000000并转化为 uint32_tAPB2PERIPH_BASE 总线基地址:宏展开为PERIPH_BASE加上偏移地址 0x10000
    寄存器寻址 GPIOB基址
    GPIOB相关的寄存器,都住在0x4001 0C00到0x4001 0FFF范围内。端口输入寄存器地址偏移
    存储数据的位置:0X40010C00+0X0x =
    地址为: GPIOC_BASE +0x0x数据
    地址映射
GPIO_TypeDef * GPIOx; //定义一个 GPIO_TypeDef 型结构体指针 GPIOx
GPIOx = GPIOA; //把指针地址设置为宏 GPIOA 地址
GPIOx->CRL = 0xffffffff; //通过指针访问并修改 GPIOA_CRL 寄存器

3. 寄存器映射

给已分配好地址(通过存储器映射实现)的有特定功能的内存单元取别名的过程就叫寄存器映射。
会有GPIOA->CRL=0x0000 0000这种写法,表示将16进制数0赋值给GPIOA的CRL寄存器所在的存储单元
#define PERIPH_BASE      ((uint32_t)0x40000000) 
    这里属于存储器级别的映射,将外设基地址映射到0x40000000,可对应图2
#define APB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x10000)
    这里对外设基地址进行偏移量为0x10000的地址偏移,偏移到APB2总线对应外设区。
#define GPIOA_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)
    这里对APB2外设基地址进行偏移量为0x0800的地址偏移,偏移到GPIOA对应区域。

4. GPIO端口初始化设置

    时钟配置 原因
    因为耗电量,stm32功能强大,能做很多事,但与之同时带来的消耗也越严重,此做法降低了功耗,续航持久。时钟控制名字叫做RCC,属于AHB总线。GPIOB属于APB2。
    GPIO
    GPIO输入模式:输入浮空,输入上拉,输入下拉,模拟输入;
    输出方式:开漏输出,开漏复用输出,推挽输出,推挽复用输出。 输入输出模式 输入模式
    浮空输入模式:浮空输入状态下,IO 的电平状态是不确定的,完全由外部输入决定,如果在该引脚悬空的情况下,读取该端口的电平是不确定的。可做KEY按键识别。
    上下拉输入模式:内部设有上拉和下拉电阻,当外部电路为低电平,IO口设为下拉模式,当外部电路为低电平,IO口设为上拉模式。
    模拟输入:用作内部ADC输入或DAC输出,预防干扰。输出模式
    推挽输出模式:(最常用)
    开漏输出模式:(不常用)
    推挽、开漏复用模式: 最大速率设置GPIO初始化步骤 使能GPIOx口的时钟指明GPIOx口的哪一位,这一位的速度大小以及模式调用GPIOx初始化函数进行初始化调用GPIO-SetBits函数,进行相应位的置位

二、原理

    STM32开发板中包含较多寄存器,实现流水灯操作,需要对相应的引脚进行操作,对相应的引脚进行时钟使能配置、端口配置(高or低)寄存器配置、端口输出寄存器配置 配置时钟使能配置端口配置其配置端口输出寄存器烧录程序运行 流水灯操作的引脚位于GPIO端口:AHB总线包含RCC时钟控制,GPIO是属于APB2的。需要使用的端口的复位和时间控制受RCC控制
    寄存器起始地址表,查询RCC地址范围,控制的寄存器位于APB2中
    外设时钟使能寄存器,设偏移量为0x18,起始地址0x4002 1000,该寄存器地址为0x4002 1018
    手册RCC_APB2ENR,位3是IOPBEN,名字是IO端口B时钟使能,就是我们想要的。把RCC_APB2ENR的位3赋值为1,就是开启GPIOB时钟
#define RCC_AP2ENR	*((unsigned volatile int*)0x40021018) #时钟使能寄存器
RCC_AP2ENR|=1<<2;
    端口配置寄存器(每四位配置一个端口) 确定引脚端口配置低寄存器(CRL) 偏移地址0x00
    端口配置高寄存器(CRH) 偏移地址0x04
    相应端口配置器GPIOA_CRL地址为GPIOA的基址+上偏移量
    设置推挽输出并设置最大速度为2Mhz
#define GPIOA_CRL	*((unsigned volatile int*)0x40010800)
GPIOA_CRL=0x20000000;		//PA7推挽输出,2Mhz
    配置端口输出寄存器
    点亮LED需要输出低电平,地址的偏移是0x0C,所以这个数据寄存器的地址就是0x4001 0C0C,把第8位写为0就行。默认就是0,高电压赋值为1

    移位操作
#define	GPIOA_ORD	*((unsigned volatile int*)0x4001080C)
GPIOA_ORD|=1<<7;			//设置初始灯为亮
    实现流水灯只需增加灯的数量和增加一些延时

三、C语言实现流水灯

    创建项目

    选择STM32F103C8开发板

    创建项目出现弹窗,不勾选setup项,只勾选core项

    在output里选择create hex file

    source group里创建led.c,并写入代码,注意项目结构,使用的引脚是PA7,PB9,PC15

//--------------APB2???????------------------------
#define RCC_AP2ENR	*((unsigned volatile int*)0x40021018)
	//----------------GPIOA????? ------------------------
#define GPIOA_CRL	*((unsigned volatile int*)0x40010800)
#define	GPIOA_ORD	*((unsigned volatile int*)0x4001080C)
//----------------GPIOB????? ------------------------
#define GPIOB_CRH	*((unsigned volatile int*)0x40010C04)
#define	GPIOB_ORD	*((unsigned volatile int*)0x40010C0C)
//----------------GPIOC????? ------------------------
#define GPIOC_CRH	*((unsigned volatile int*)0x40011004)
#define	GPIOC_ORD	*((unsigned volatile int*)0x4001100C)
//-------------------???????-----------------------
void  Delay_wxc( volatile  unsigned  int  t)
{
     unsigned  int  i;
     while(t--)
         for (i=0;i<800;i++);
}
//------------------------???--------------------------
int main()
{
	int j=100;
	RCC_AP2ENR|=1<<2;			//APB2-GPIOA??????
	RCC_AP2ENR|=1<<3;			//APB2-GPIOB??????	
	RCC_AP2ENR|=1<<4;			//APB2-GPIOC??????
	//????????? RCC_APB2ENR|=1<<3|1<<4;
	GPIOA_CRL&=0x0FFFFFFF;		//??? ??	
	GPIOA_CRL|=0x20000000;		//PA7????
	GPIOA_ORD|=1<<7;			//???????
	
	GPIOB_CRH&=0xFFFFFF0F;		//??? ??	
	GPIOB_CRH|=0x00000020;		//PB9????
	GPIOB_ORD|=1<<9;			//???????
	
	GPIOC_CRH&=0x0FFFFFFF;		//??? ??
	GPIOC_CRH|=0x30000000;   	//PC15????
	GPIOC_ORD|=0x1<<15;			//???????	
	while(j)
	{	
		GPIOA_ORD=0x0<<0;		//PB0???	
		Delay_wxc(1000000);
		GPIOA_ORD=0x1<<0;		//PB0???
		Delay_wxc(1000000);
		
		GPIOB_ORD=0x0<<9;		//PB9???	
		Delay_wxc(1000000);
		GPIOB_ORD=0x1<<9;		//PB9???
		Delay_wxc(1000000);
		
		GPIOC_ORD=0x0<<15;		//PC15???	
		Delay_wxc(1000000);
		GPIOC_ORD=0x1<<15;		//PC15???
		Delay_wxc(1000000);
	}
}

添加驱动文件

右击文件夹,选择Add Existing Files to Group Source Group 1
选择All FIles,选择刚刚添加的启动文件,Add,Add之后Close

    线路连接
对于USB转TTL模块和stm32f103c8t6连接

线路图
    烧录。在build之后会在object文件夹下有对应的hex文件生成
生成hex文件

使用驱动进行烧录操作连接到电脑,打开mcuisp,上传HEX文件到stm32f103c8t6上:

    开始编译后的下载成功的提示如下
    结果

四、汇编实现流水灯

RCC_APB2ENR EQU 0x40021018;配置RCC寄存器,时钟,0x40021018为时钟地址

GPIOB_BASE EQU 0x40010C00
GPIOC_BASE EQU 0x40011000
GPIOA_BASE EQU 0x40010800
	
GPIOB_CRL EQU 0x40010C00
GPIOC_CRH EQU 0x40011004
GPIOA_CRL EQU 0x40010800
	
GPIOB_ODR EQU 0x40010C0C
GPIOC_ODR EQU 0x4001100C
GPIOA_ODR EQU 0x4001080C

Stack_Size EQU  0x00000400;栈的大小
	
                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;NOINIT: = NO Init,不初始化。READWRITE : 可读,可写。ALIGN =3 : 2^3 对齐,即8字节对齐。
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp




                AREA    RESET, DATA, READONLY

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                    
                    
                AREA    |.text|, CODE, READONLY
                    
                THUMB
                REQUIRE8
                PRESERVE8
                    
                ENTRY
Reset_Handler 
				bl LED_Init;bl:带链接的跳转指令。当使用该指令跳转时,当前地址(PC)会自动送入LR寄存器
MainLoop        BL LED_ON_C
                BL Delay
                BL LED_OFF_C
                BL Delay
				BL LED_ON_A
                BL Delay
                BL LED_OFF_A
                BL Delay
				BL LED_ON_B
                BL Delay
                BL LED_OFF_B
                BL Delay
                
                B MainLoop;B:无条件跳转。
LED_Init;LED初始化
                PUSH {R0,R1, LR};R0,R1,LR中的值放入堆栈
                ;控制时钟
                LDR R0,=RCC_APB2ENR;LDR是把地址装载到寄存器中(比如R0)。
                ORR R0,R0,#0x1c
                LDR R1,=RCC_APB2ENR
                STR R0,[R1]
				
				
                ;初始化GPIOA_CRL
                LDR R0,=GPIOA_CRL
                BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反,再按位与
                LDR R1,=GPIOA_CRL
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOA_CRL
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=GPIOA_CRL
                STR R0,[R1]
                ;将PA0置1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD
                STR R0,[R1]
				
				
                ;初始化GPIOB_CRL
                LDR R0,=GPIOB_CRL
                BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反,再按位与
                LDR R1,=GPIOB_CRL
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOB_CRL
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=GPIOB_CRL
                STR R0,[R1]
                ;将PB0置1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD
                STR R0,[R1]
				
				
				 ;初始化GPIOC
                LDR R0,=GPIOC_CRH
                BIC R0,R0,#0x0fffffff
                LDR R1,=GPIOC_CRH
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOC_CRH
                ORR R0,#0x01000000
                LDR R1,=GPIOC_CRH
                STR R0,[R1]
                ;将PC15置1
                MOV R0,#0x8000
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC};将栈中之前存的R0,R1,LR的值返还给R0,R1,PC
LED_ON_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOA_ORD 
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD 
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_B;亮灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOB_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_B;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOB_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_C;亮灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_C;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x0100
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}             
             
Delay
                PUSH {R0,R1, LR}
                
                MOVS R0,#0
                MOVS R1,#0
                MOVS R2,#0
                
DelayLoop0        
                ADDS R0,R0,#1

                CMP R0,#330
                BCC DelayLoop0
                
                MOVS R0,#0
                ADDS R1,R1,#1
                CMP R1,#330
                BCC DelayLoop0

                MOVS R0,#0
                MOVS R1,#0
                ADDS R2,R2,#1
                CMP R2,#15
                BCC DelayLoop0
                
                
                POP {R0,R1,PC}    
                NOP
				END
    新建一个工程,步骤和上面一个差不多,不过不选择startup,选了会有错误,烧录过程也是一致
    程序烧录
    结果

五、小结

    GPIO初始化步骤 使能GPIOx口的时钟指明GPIOx口的哪一位,这一位的速度大小以及模式调用GPIOx初始化函数进行初始化调用GPIO-SetBits函数,进行相应位的置位 烧录过程注意过程 检查芯片上电是否正确检查芯片串口脚是否接对;是否与usb-rs232接线正确检查核心板上boot 开关是否设置到正确位置 有板子之后串口boot0置1 boot1置0 并要按下reset

六、参考

STM32F103C8T6单片机简介
STM32寄存器的简介、地址查找,与直接操作寄存器
stm32之重映射与地址映射
【嵌入式系统】存储器映射与寄存器映射原理