STM32F103寄存器方式点亮LED流水灯

2023-12-14 22:35:33

一、设计思路

本实验使用GPIOB、GPIOC、GPIOD这3个端口控制LED灯。GPIO 是通用输入输出端口的简称，简单来说就是 STM32 可控制的引脚，STM32 芯片
的 GPIO 引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。

1.GPIO 模式

把连接到 LED 灯的 GPIO 引脚 PB0 配置成输出模式，即配置 GPIO 的端口配置低寄存器 CRL，把 PB0 配置为通用推挽输出

GPIOB_CRL &= 0xFF0FFFFF;// 清空控制 PB0 的端口位
GPIOB_CRL |= (1<<4*0);// 配置 PB0 为通用推挽输出

在代码中，我们先把控制 PB0 的端口位清 0，然后再向它赋值“0001 b”，从而使GPIOB0 引脚设置成输出模式，速度为 10M。代码中使用了“&=~”、“|=”这种操作方法是为了避免影响到寄存器中的其它位，因为寄存器不能按位读写，假如我们直接给 CRL 寄存器赋值：1 GPIOB_CRL = 0x0000001;
这时 CRL 的的低 4 位被设置成“0001”输出模式，但其它 GPIO 引脚就有意见了，因为其它引脚的 MODER 位都已被设置成输入模式。

2.控制引脚输出电平

在输出模式时，对端口位设置/清除寄存器 BSRR 寄存器、端口位清除寄存器 BRR 和ODR 寄存器写入参数即可控制引脚的电平状态，其中操作 BSRR 和 BRR 最终影响的都是ODR 寄存器，然后再通过 ODR 寄存器的输出来控制 GPIO。

GPIOB_ODR &= ~(1<<0);// PB0 输出低电平

3.开启外设时钟

STM32的外设很多，为了降低功耗，每个外设都对应着一个时钟，在芯片刚上电的时候这些时钟都是被关闭的，如果想要外设工作，必须把相应的时钟打开。STM32 的所有外设的时钟由一个专门的外设来管理，叫 RCC。

RCC_APB2ENR |= (1<<3);// 开启 GPIOB 端口 时钟

二、编程实现

1.c语言

#include "stm32f10x.h"
#define RCC_APB2ENR		*((unsigned volatile int*)0x40021018)
#define GPIOA_CRL		*((unsigned volatile int*)0x40010800)
#define	GPIOA_ODR		*((unsigned volatile int*)0x4001080C)
#define GPIOB_CRL		*((unsigned volatile int*)0x40010C00)
#define	GPIOB_ODR		*((unsigned volatile int*)0x40010C0C)
#define GPIOC_CRH		*((unsigned volatile int*)0x40011004)
#define	GPIOC_ODR		*((unsigned volatile int*)0x4001100C)
 void Delay()
 {
   u32 i=0;
   for(;i<5000000;i++);
 }
 int main(void)
 {	
	RCC_APB2ENR|=1<<2|1<<3|1<<4;			
	GPIOA_CRL&=0xFFF0FFFF;		
	GPIOA_CRL|=0x00020000;	
	GPIOA_ODR&=~(1<<4);			
	GPIOB_CRL&=0xFF0FFFFF;		
	GPIOB_CRL|=0x00200000;		
	GPIOB_ODR&=~(1<<5);			 
	GPIOC_CRH&=0xF0FFFFFF;		
	GPIOC_CRH|=0x02000000;	
	GPIOC_ODR&=~(1<<14);		
	while(1){
		GPIOA_ODR|=1<<4;		
	 	Delay();
		GPIOA_ODR&=~(1<<4);		
		GPIOB_ODR|=1<<5;		
	 	Delay();
		GPIOB_ODR&=~(1<<5);		
		GPIOC_ODR|=1<<14;	
	 	Delay();
		GPIOC_ODR&=~(1<<14);		
		}
}

2.汇编语言

 AREA MYDATA, DATA
	
 AREA MYCODE, CODE
	ENTRY
	EXPORT led

led
    ldr r0, =0x40021018
    ldr r1, =0x0000001c
    str r1, [r0]                

	ldr r0, =0x40010800
    ldr r1, [r0]
    bic r1, r1, #0x000f0000
    orr r1, r1, #0x00010000
    str r1, [r0]

    ldr r0, =0x40010c00
    ldr r1, [r0]
    bic r1, r1, #0x00f00000
    orr r1, r1, #0x00100000
    str r1, [r0]
	
	ldr r0, =0x40011004
    ldr r1, [r0]
    bic r1, r1, #0x0f000000
    orr r1, r1, #0x01000000
    str r1, [r0]
    
	ldr r0, =0x4001080c
    ldr r1, =0x00000010
    str r1, [r0]

	ldr r0, =5000000;
    ldr r1, =0
	
blink
    add r1, r1, #1
    cmp r1, r0
    blt blink
	
	ldr r1, =0x4001080c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00000010
    str r2, [r1]
	
	ldr r1, =0x40010c0c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00000020
    str r2, [r1]
	
	ldr r1, =0

blink1	
	add r1, r1, #1
    cmp r1, r0
    blt blink1
	
	ldr r1, =0x40010c0c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00000020
    str r2, [r1]
	
	ldr r1, =0x4001100c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00004000
    str r2, [r1]
	
	ldr r1, =0

blink2
	add r1, r1, #1
    cmp r1, r0
    blt blink2
	
	ldr r1, =0x4001100c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00004000
    str r2, [r1]
	
	ldr r1, =0x4001080c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00000010
    str r2, [r1]
	
	ldr r1, =0
    b blink	
    
	END

3.实现

波形图显示：

间隔差为0.000002s，换算后正好为1s

三、总结

学习和理解了STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理；了解了GPIO端口的初始化设置三步骤（时钟配置、输入输出模式设置、最大速率设置）。

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