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从零开始的STM32F1课程学习(STM32CubeMX)

发布于：Nov 21, 2022

2.1k words

9 min

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新学期新气象，新学期我们要学32了，之前虽然学了一点点，但是学的都不是很系统，这里终于能系统的学习一下32了，从原理角度进行一下学习。

我的基本配置：STM32CubeMX、Jlink、STM32F103RCT6 MINI

STM32MINI就是我们学校上课用的32
在这里插入图片描述

第一节课

嵌入式就是在单片机上跑操作系统
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STM32芯片内部
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这是STM32的命名规则
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时钟最高72M

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PIN to PIN兼容是指两款芯片的引脚数目一样，功能一样，大小也一样

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通过修改BOOT0和BOOT1的方式来修改32的启动方式，利用跳线帽改这个
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将2,4等引脚短接来修改其启动方式

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

第一节课课后练习：点灯

灯的连线
在这里插入图片描述

1.配置好Cube的Project Manager

路径和工程名称设置
在这里插入图片描述
Code Generator设置
在这里插入图片描述

2.时钟树设置

都改成最高的
在这里插入图片描述

3.RCC设置

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4.Debug模式设置

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5.LED0引脚设置

设置为GPIO_Output
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6.生成代码

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void MX_GPIO_Init(void)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : PA8 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

}

下面是标准库的配置

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void LED_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitTypeStrucre;
 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
 
 GPIO_InitTypeStrucre.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
 GPIO_InitTypeStrucre.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8 ;
 GPIO_InitTypeStrucre.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitTypeStrucre); 
 GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8 );
}

7.在主函数while中写出灯的亮灭

HAL_Delay(1)实际延时时间多于1ms一点

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/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_Delay(300);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
		HAL_Delay(300);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);

在这里插入图片描述

9.检测芯片

注意：要先给芯片上电，再连接Jlink
在这里插入图片描述

10.编译后下载

在这里插入图片描述

第二节课

什么是看门狗？

是一个定时器，将里面的数值加到一定数值之后，会被复位

所以在程序中每隔多少秒要把看门狗复位

看门狗主要用于无人看管的程序，防止程序跑飞了

GPIO：General Purpose Input Output，通用输入输出
输出三种：1.推挽2.开漏3.关闭
在这里插入图片描述

第二节课课后练习：按键控制灯的亮灭

1.配置好基础配置，和上面前4步一样

2.启用按键和LED的引脚

在这里插入图片描述

3.配置好GPIO

KEY0采用上拉模式和输入模式
我一般习惯把名字起的和原理图一模一样，这样代码读起来方便
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4.在while中写出按键检测

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while (1)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin)==GPIO_PIN_RESET)
{	
	HAL_Delay(10);
	if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin)==GPIO_PIN_RESET)
	{	
		HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);
		while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port, KEY0_Pin)==GPIO_PIN_RESET);
	}
}
  /* USER CODE END WHILE */
}

5.编译后下载成功

下载后要先按一下Reset才能成功执行

第三节课

第三节课课后练习：外部中断控制灯

1.配置好基础配置，和第一节课4步一样

在这里插入图片描述
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2.配置按键的GPIO模式

在这里插入图片描述

3.在主函数中让程序执行LED0的亮灭

让LED0闪烁，LED1灭

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while (1)
{
  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_Delay(300);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(300);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
}

4. 在stm32f1xx_hal_gpio.c中找到中断回调函数

如果按下按键，则LED1亮，表示进入外部中断

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__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(GPIO_Pin);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file
   */
	if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_1)
  {
  
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_1)==0)
    {
     HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
    }
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_PIN_1);
  }
}

5.编译后成功下载

第四节课

第四节课系统学习了外部中断

第四节课课后练习：在while(1)中执行灯的同步闪烁，按下KEY0按键，灯闪烁加快20次，按下WKUP，灯交替闪烁20次，KEY0的优先级更高

1.配置好基础配置

2.配置按键的GPIO

在CUBE中都设置为GPIO_EXTI模式
在这里插入图片描述
因为KEY0接地，我们配置成上拉模式
在这里插入图片描述
同理，配置WKUP
在这里插入图片描述

3.在NVIC中配置中断优先级

数字越小，优先级越高
在这里插入图片描述

4.配置两个灯为推挽输出

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5.在while(1)中写出同步闪烁

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while (1)
{
  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
delay_ms(500);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
delay_ms(500);
}
/* USER CODE END 3 */

delay_ms

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//毫秒延时
void delay_ms(uint16_t nms)
{
 uint32_t temp;
 SysTick->LOAD = 9000*nms;
 SysTick->VAL=0X00;//清空计数器
 SysTick->CTRL=0X01;//使能，减到零是无动作，采用外部时钟源
 do
 {
  temp=SysTick->CTRL;//读取当前倒计数值
 }while((temp&0x01)&&(!(temp&(1<<16))));//等待时间到达
    SysTick->CTRL=0x00; //关闭计数器
    SysTick->VAL =0X00; //清空计数器
}

6.在stm32f10x_hal_gpio.c中写中断回调函数

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__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	

  
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(GPIO_Pin);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file
   */

		if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_1)
  {
  
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_1)==0)
    {
			for(int i=0;i<20;i++)
				{	
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
			delay_ms(200);
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
			delay_ms(200);
			
				}
			}
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_PIN_1);
	}
		if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_0)
  {
  
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)==0)
    {
			for(int i=0;i<20;i++)
				{	
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
			delay_ms(200);
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
			delay_ms(200);
				}
		}
		__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_PIN_0);
	}
	
}

7.编译成功后下载

在这个作业中不要将按键设置成浮空，浮空状态会有点问题，要根据引脚设置成需要的状态

第五节课

  • 高级定时器 TIM1 TIM8 在APB1上
  • 通用定时器 TIM2 TIM3 TIM4 TIM5 在APB2上
  • 基本定时器 TIM6 TIM7 在APB1上

在这里插入图片描述
周期表
p n u m 1 K M G T
更新事件Update event(UE)
可以把CNT清零
在这里插入图片描述

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定时器时间t=1/Tout

如果使能影子寄存器，影子寄存器会在更新事件发生时，将内部数值更新到ARR

ARR是计算时间间隔所以要加1
因为PSC不能为0，所以要加上1
在这里插入图片描述

第五节课课后练习：定时器实现灯的500ms间隔闪烁，和另一个灯的700ms闪烁

1.配置好基础配置

2.打开TIM2和TIM3

在这里插入图片描述
arr和psc的计算过程

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(4999+1)*(7199+1)=36000000
72000000/36000000=2
1/2=0.5s=500ms

在这里插入图片描述

3.在NVIC中设置优先级

在这里插入图片描述

4.设置灯为推挽输出

在这里插入图片描述

5.打开定时器中断

main.c

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/* USER CODE BEGIN PV */
static int i=0;
/* USER CODE END PV */
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 /* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
 /* USER CODE END 2 */

在stm32f10x_hal_tim.c中找到中断回调函数，在main.c中重定义

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void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if(htim==&htim2)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_8);//对GPIO口的电平进行反转（低-高，高—低）
  }
	if(htim==&htim3)
  {
		if(++i>=700)
		{
		i=0;
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD,GPIO_PIN_2);//对GPIO口的电平进行反转（低-高，高—低）
		}
  }

6.编译后成功下载

第六节课

第六节课课后练习：通过两个按键利用PWM控制灯的亮灭

1.配置好基础配置

2.打开TIM1_CH1

在这里插入图片描述

2.在NVIC中打开中断

在这里插入图片描述

3.设置两个按键的GPIO

在这里插入图片描述

4.写出按键检测代码和启动PWM

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/* USER CODE BEGIN 1 */
	int i=500;
  /* USER CODE END 1 */
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	HAL_TIM_PWM_Start(&htim1,TIM_CHANNEL_1);  // 使能PWM输出
  /* USER CODE END 2 */
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  /* USER CODE BEGIN 3 */
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)
{	
	HAL_Delay(10);
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)
	{	
		i=i+1;
		htim1.Instance->CCR1 = i; 
		HAL_Delay(1);
		while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET);
	}
}
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13)==GPIO_PIN_RESET)
{	
	HAL_Delay(10);
	if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13)==GPIO_PIN_RESET)
	{	
		i=i-1;
		htim1.Instance->CCR1 = i; 
		HAL_Delay(1);
		while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13)==GPIO_PIN_RESET);
	}
}
}
/* USER CODE END 3 */

5.编译后下载

第七节课

第七节课课后作业：串口的收发回显测试

1.配置好基础配置

2.打开串口

设置异步模式和打开中断
在这里插入图片描述

3.在main.c中添加fputc fgetc

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/**
  * 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明：无
  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}
 
/**
  * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明：无
  */
int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

4.主函数代码

定义了一个字符串

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/* USER CODE BEGIN 1 */
	char str[10];
  /* USER CODE END 1 */

因为scanf在单片机中并不是阻塞式接收，所以我们要将其改为阻塞式的

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/* USER CODE BEGIN 3 */
			printf("测试发送\n");
			HAL_Delay(100);
			 str[0]=0;
		  while(str[0] == 0)
		  	{
			scanf("%s",str);
				}//使其变成手动的阻塞式接收
			HAL_Delay(1000);
			printf("output:%s\n",str);

5.编译下载

可以发送也可以接收
在这里插入图片描述

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更新于：Mar 24, 2023

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