STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯

目录

一、准备工作

1、什么是STM32芯片?

STM32,从字面上来理解,ST 是意法半导体,M 是 Microelectronics 的缩写,32 表示32 位,合起来理解,STM32 就是指 ST 公司开发的 32 位微控制器。在如今的 32 位控制器当中,STM32 可以说是最璀璨的新星,它受宠若娇,大受工程师和市场的青睐,无芯能出其右。

STM32 属于一个微控制器,自带了各种常用通信接口,比如 USART、I2C、SPI 等,可连接非常多的传感器,可以控制很多的设备。现实生活中,我们接触到的很多电器产品都有 STM32 的身影,比如智能手环,微型四轴飞行器,平衡车、移动 POST 机,智能电饭锅,3D 打印机等等。

STM32 有很多系列,可以满足市场的各种需求,从内核上分有 Cortex-M0、M3、M4和 M7 这几种,每个内核又大致分为主流、高性能和低功耗。

单纯从学习的角度出发,可以选择 F1和 F4,F1代表了基础型,基于 Cortex-M3内核,主频为 72MHZ,F4 代表了高性能,基于 Cortex-M4 内核,主频 180M。本文则选择的F1下的stm32f103c8t6。

2、GPIO相关的寄存器

首先需要知道的是,STM32中对于GPIO口的操作,无非就是操作下面的寄存器而已,所谓的标准库也好,HAL库也好,它们都只是对操作寄存器的过程进行了封装,目的是为了减轻你编程时的工作负担。因此对于寄存器的描述,你只要稍微了解一下,大概知道每个寄存器是干啥的,有哪些位,是如何配置的就行,除了一些你觉得需要留意的地方,其它的完全没有必要完全记住,用的时候知道在哪里查就行了。

两个32位的配置寄存器:GPIOx_CRL、GPIOx_CRH

两个32位数据寄存器:GPIOx_IDR、GPIOx_ODR

一个32位的置位/复位寄存器:GPIOx_BSRR

一个16位复位寄存器:GPIOx_BRR

一个32位锁定寄存器:GPIOx_LCKR

注:具体的寄存器描述可以参考《STM32F10x-中文参考手册》的GPIO章节的P113页。强烈建议先花几分钟先看一下这一部分的内容。

  • GPIO地址
    STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯

  • 时钟地址
    STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯

  • 初始化地址以及GPIO偏移量

STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯

二、GPIO输出的操作

  • A0

STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯

  • C15

STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯

  • B9

STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯
GPIO口有八种模式:

1.输入浮空
2.输入上拉
3.输入下拉
4.模拟输入
5.开漏输出
6.推挽式输出
7.推挽式复用功能
8.开漏复用功能

这里点亮LED灯使用推挽输出。

端口1-7为低,端口8-15为高。每个引脚由四个位控制。

1、初始化GPIO

以GPIOA和0号引脚(A0)为例,将其设置为推挽输出,并设置最大速度为10MHz,则将控制A0的四个位设置为0001。同理从上图可以得到另外两个的设置。
对于GPIOA的A0、GPIOC的C15、GPIOB的B9,初始化设置如下:

#define GPIOB_CRH (*(unsigned int *)0x40010C04)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)

// 配置 GPIO 口为推免输出
// GPIOB----最后四位为0001
GPIOB_CRH |= (1<<4);  // 最后一位变1
GPIOB_CRH &= ~(0xE<<0);  // 倒数2、3、4位变0
// GPIOC----前四位为0001
GPIOC_CRH |= (1<<28);  //  第四位变1
GPIOC_CRH &= ~(0xE0000000);  // 前三位变0
// GPIOA----最后四位为0001
GPIOA_CRL |= (1<<0);  // 最后一位变1
GPIOA_CRL &= ~(0xE<<0);  // 倒数2、3、4位变0

2、设置低电平

STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯
输出高电平则为1,低电平则为0。

对于GPIOB的B9、GPIOC的C15、GPIOA的A0,设置如下:

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)

GPIOB_ODR &= ~(1<<9);  //最后一位变为0
GPIOC_ODR &= ~(1<<15); //倒数16位变为0
GPIOA_ODR &= ~(1<<0);  //最后一位变为

三、创建项目

1、新建项目

点击Project下的New uVision Project,并输入文件名LED:

STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯
选择芯片(这里我用的是STM32F103C8T6):
STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯
添加文件main.c
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将启动文件从下载的代码包中粘贴到该工程目录下:
(下载地址:野火资料下载中心
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将启动文件导入:
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点击魔法棒设置生成HEX文件(后面烧录需要!):
STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯

2、编写代码

代码:


#define GPIOB_BASE 0x40010C00
#define GPIOC_BASE 0x40011000
#define GPIOA_BASE 0x40010800

#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)

#define GPIOB_CRH (*(unsigned int *)0x40010C04)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)
	


void SystemInit(void);
void Delay_ms(volatile  unsigned  int);

void Delay_ms( volatile  unsigned  int  t)
{
     unsigned  int  i;
     while(t--)
         for (i=0;i<800;i++);
}


int main(){
	// ????
	RCC_APB2ENR |= (1<<3); // ?? GPIOB ??
	RCC_APB2ENR |= (1<<4); // ?? GPIOC ??
	RCC_APB2ENR |= (1<<2); // ?? GPIOA ??
	
	
	// ?? GPIO ?????
	// ?? GPIOB ???? 0001 (B9)
	GPIOB_CRH|=(1<<4);			//???????
	GPIOB_CRH&= ~(0xE0000000);		//??? ??	
	// ?? GPIOC ???? 0001  (C15)
	GPIOC_CRH |= (1<<28); // ??????1
	GPIOC_CRH &= ~(0xE0000000);  // ??????0
	// ?? GPIOA ????? 0001 (A0)
	GPIOA_CRL |= (1<<0);  // ???????1
	GPIOA_CRL &= ~(0xE0000000);  // ???????????0

	
	// 3?LED??????(????)
	GPIOB_ODR |= (1<<9);  // ???9????1
	GPIOC_ODR |= (1<<15); // ???15????1
	GPIOA_ODR |= (1<<0);  // ???????1
	
	
	while(1){
		GPIOB_ODR &= ~(1<<9); // ??1
		Delay_ms(1000000);
		GPIOB_ODR |= (1<<9);  // ??1
		Delay_ms(1000000);
		
		GPIOC_ODR &= ~(1<<15); // ??2
		Delay_ms(1000000);
		GPIOC_ODR |= (1<<15);  // ??2
		Delay_ms(1000000);
		
		GPIOA_ODR &= ~(1<<0); // ??3
		Delay_ms(1000000);
		GPIOA_ODR |= (1<<0);  // ??3
		Delay_ms(1000000);
		
	}
	
}


void SystemInit(){
	
}


将代码写到main.c文件中之后,build一下生成hex文件
STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯

四、连接电路

对于USB转TTL模块和STM32F103C8T6连接:

  • GND — GND
  • 3v3 — 3v3
  • TXD — A10
  • RXD — A9

STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯
STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯
连接到电脑,打开FlyMcu,上传HEX文件到STM32F103C8T6上:

STM32F103C8T6之用寄存器点亮LED流水灯
烧录到单片机后得到如下效果:
运行结果

五、汇编实现

代码:

Stack_Size EQU  0x00000400;????
	
                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;NOINIT: = NO Init,?????READWRITE : ??,???ALIGN =3 : 2^3 ??,?8?????
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:??????????????????,????(PC)?????LR???
MainLoop		BL LED_ON_B
                BL Delay
                BL LED_OFF_B
                BL Delay        
				BL LED_ON_C
                BL Delay
                BL LED_OFF_C
                BL Delay
				BL LED_ON_A
                BL Delay
                BL LED_OFF_A
                BL Delay

                
                B MainLoop;B:??????
LED_Init;LED???
                PUSH {R0,R1, LR};R0,R1,LR???????
                ;????
                LDR R0,=0x40021018;LDR???????????(??R0)?
                ORR R0,R0,#0x1c
                LDR R1,=0x40021018
                STR R0,[R1]
				
				
                ;???GPIOA_CRL
                LDR R0,=0x40010800
                BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC ???????,????
                LDR R1,=0x40010800
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=0x40010800
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=0x40010800
                STR R0,[R1]
                ;?PA0?1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=0x4001080C
                STR R0,[R1]
				
				
                ;???GPIOB_CRL
                LDR R0,=0x40010C04
                BIC R0,R0,#0xffffff0f;BIC ???????,????
                LDR R1,=0x40010C04
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=0x40010C04
                ORR R0,#0x00000020
                LDR R1,=0x40010C04
                STR R0,[R1]
                ;?PB0?1
                MOV R0,#0x200
                LDR R1,=0x40010C0C
                STR R0,[R1]
				
				
				 ;???GPIOC
                LDR R0,=0x40011004
                BIC R0,R0,#0x0fffffff
                LDR R1,=0x40011004
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=0x40011004
                ORR R0,#0x20000000
                LDR R1,=0x40011004
                STR R0,[R1]
                ;?PC15?1
                MOV R0,#0x8000
                LDR R1,=0x4001100C
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC};???????R0,R1,LR?????R0,R1,PC
LED_ON_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=0x4001080C
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=0x4001080C
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_B;??
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x000
                LDR R1,=0x40010C0C
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_B;??
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x200
                LDR R1,=0x40010C0C
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_C;??
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x0000
                LDR R1,=0x4001100C
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_C;??
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x8000
                LDR R1,=0x4001100C
                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

建立工程步骤与C语言一致,只是新建文件的时候需要选择.s类型。然后重复操作就可以得到一样的结果了。

六、总结

本次实验点亮LED就像每个编程语言的入门程序HELLO WORLD一般,是嵌入式编程最基础的东西。通过本次实验了解到了关于GPIO寄存器的相关操作,相信本次实验在接下来的实验中会奠定很重要的基础。

七、参考资料

STM32 F103之点亮LED流水灯 (STM32入门学习)
二、STM32的GPIO输出操作
【STM32】GPIO的相关配置寄存器、库函数、位操作(实例:STM32控制跑马灯)
野火产品资料下载中心

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