HAL库|神器cubemx的正确打开方式

前言

工欲善其事,必先利其器。HAL库的开发不一定必须使用cubemx,但是使用了cubemx,你绝对不会后悔。基于一些小伙伴对cubemx的使用还有一些疑问,本次小飞哥从新建工程到生成工程,编写应用代码,和大家一起聊一聊到底该如何使用这个神器。本次是建立在已经安装好cubemx的情况下,错误之处还请多多指教。

1、cubemx总体界面介绍

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  选择控制器MCU/MPU,有4个选项,一般小飞哥最常用的是第一个和第四个,第三个主要是没有对应板卡,可以快速找到自己用的MCU。

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  通过板子选择,如果小伙伴们手里有里面的开发板型号,可以直接选择开发板,另外两种小伙伴们可以自己摸索摸索啦,就不啰嗦了。
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2、cubemx芯片界面介绍

小飞哥本次使用的是上期介绍的falling-star board,主控STM32f103RET6,cubemx选择的是此型号。

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MCU工程配置的一些说明:

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  如果使用cubemx创建工程,选择好MCU之后,小飞哥经常按照以下几个顺序(纯属个人习惯,大家参考即可):

时钟选择配置

STM32 有4个独立时钟源:HSI、HSE、LSI、LSE。

  • HSI是高速内部时钟,RC振荡器,频率为8MHz,精度不高。

  • HSE是高速外部时钟,可接石英/陶瓷谐振器,或者接外部时钟源,频率范围为4MHz~16MHz。

  • LSI是低速内部时钟,RC振荡器,频率为40kHz,提供低功耗时钟。 

  • LSE是低速外部时钟,接频率为32.768kHz的石英晶体。

其中LSI是作为IWDGCLK(独立看门狗)时钟源和RTC时钟源 而独立使用,而HSI高速内部时钟 HSE高速外部时钟 PLL锁相环时钟,这三个经过分频或者倍频作为系统时钟来使用。

注意:内部高速时钟相比较外部高速时钟是不够稳定的,在一些极限条件下,很可能出现始终不稳定,导致通讯失败。

根据自己需要以及硬件设计,如果设计有外部时钟,建议一定要选择外部时钟作为时钟源,不用的话,你设计来干嘛呀~

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  如果确定使用内部高速时钟的话,上一步选择时钟的操作就不用做了,cubemx新建工程,默认是内部高速时钟。
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  确认了时钟来源之后,就可以为我们的外设接口分配时钟频率啦,一顿操作猛如虎,感觉做了很多,有感觉什么又没做,倍频、分频,最终得到合适的时钟频率。

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仿真器、时基配置

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外设等MCU资源配置

本节我们以最基础的GPIO配置、定时器配置、串口配置来说明如何配置使用到的MCU资源。

  • GPIO配置(经典点灯)

硬件连接PA2,这里提一句,由于设计的是灌电流的方式点亮LED,一定要注意MCU IO所能承受的灌电流,选择合适的阻值。

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  点亮LED,我们只需要控制PA2引脚的输出电平即可

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  需要对IO进行一些配置,关于输出模式,推挽或者开漏,上下拉,既不上拉也不下拉,输出速度,可以与标准库里面的50MHZ,100MHZ联系起来,一个道理,GPIO的配置就是这么简单。

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  • 串口配置(经典printf)

这个就比较简单了,不多做介绍了。

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  中断需要手动开启,DMA设置可以添加TX或者RX,IO配置可以看到已经是复用为串口模式了。

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  • 定时器配置(哪都少不了的神器)

定时器的功能就比较多了,输入捕获、PWM、比较输出等等,本次仅仅介绍定时的功能。

关于定制周期的计算,T = 周期/(分频系数/时钟频率),比如,72MHZ频率下,图示配置周期为:T = 100/(72000000/7200)S = 0.01S,即10ms

那时钟周期是多少怎么确定的呢,这就需要看时钟树,以及TIM3挂载在哪个时钟下了,TIM3是挂在APBH1时钟线下的,所有时钟频率为72MHZ。

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配置项总览

对于我们刚才的配置,我们可以通过图示,来对我们刚才的配置进行一一确认,可能有小伙伴发现问题了,那我刚才先点击每一个模块,具体参数在这里调整不是更方便吗?没错,我们可以打开所需模块后,然后在这里统一进行配置,这里关于外设的使用情况,参数配置一目了然,还是很方便的。

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3、生成代码工程配置

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配置完之后,我们只需要小手一点,就可以愉快的玩耍啦!

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4、代码风采

可以看到,关于GPIO、定时器、串口的配置生成了独立的文件,非常的整洁。

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  • LED GPIO配置函数
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  • 定时器3配置函数

定时器配置分为了两部分,一部分是定时功能参数配置

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另一部分是关于中断的配置
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  • 串口配置函数

串口配置和定时器一样,也是分为两部分,一部分是基本参数配置

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另一部分是IO复用和中断优先级配置

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5、应用代码编写

前面搞了那么多,好像跟我们没一毛钱关系,接下来,到我们大展身手的时候了,进行应用代码的编写,实现定时器控制,500ms串口打印一句话,LED闪烁。

写代码啦,写代码啦,该怎么写,赶紧百度百度,WC,怎么没网了,这怎么办?其实,基本的接口函数都在工程本身,我们要学会从工程本身去找资料。

  • LED控制代码编写

因为我们控制LED亮灭,实际上就是操作GPIO输出高低电平,我们只需要去找跟GPIO相关的库函数即可,以下文件写的还是比较详细的,该如何使用GPIO驱动库。

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打开GPIO.h文件,关于GPIO操作的函数都在这里,我们要做的只不过是看懂,传参数就可以了,比如,IO输出的函数,第一个是输出高或者低,第二个是IO状态翻转,我们都可以用,比如GPIO输出原型,我们只需要按照说明传参数就可以了。

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)

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    HAL_GPIO_WritePin(Sys_LED_GPIO_Port,Sys_LED_Pin,GPIO_PIN_RESET);

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    HAL_GPIO_TogglePin(Sys_LED_GPIO_Port,Sys_LED_Pin);
  • 定时器代码编写

老规矩,打开定时器相关的库函数,WC,这这么多,鬼知道那个是我需要的~因为定时器涉及到的功能是很多的,这里我们使用的是最基本的定时器中断,所以只需要去找跟定时器中断相关的函数即可。我们依然去找帮助说明,在说明我们可以看到,跟定时计数器相关的几个函数,我们只需要在合适的时机执行这些函数即可。

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要实现定时器中断的功能,我们还需要开启定时器中断

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既然牵扯到,中断,那必须少不了中断响应函数,HAL库对每一类中断封装了个中断回调函数,定时器回调函数,这里牵扯到一个_weak关键字,大家可以百度百度,这里不展开说了,简单一句话(当然是有很多说法的,大家可以自行百度哈),这个函数,你可以拿到别的文件里不用改名字,我们只需要在定时器中断回调函数中编写中断服务程序即可,有一句话,也是很好的习惯,中断不要做很多事情,尤其是长延时,最好置个标志就走,万花丛中过,片叶不沾身那种感觉。

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  • 串口代码编写

看了前面两个的介绍,应该不用小飞哥啰嗦该怎么做了吧。本次主要做发送,用串口发送函数即可。

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实验现象

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