【NUCLEO-F412ZG试用体验】F412ZG快速构建工程代码+GPIO应用+SysTick实现us级延时

STM32

本帖最后由 qq751220449 于 2016-12-27 21:23 编辑

上次的帖子跟大家分析了硬件最小系统的工作原理和开发环境的搭建。本次跟大家介绍STM32F412时钟树，和如何快速构建工程和使用systick实现us级延时。

一、使用STM32CubeMX快速构建STM32的工程

1. 打开STM32CubeMX软件，并单击New Project,打开如下图所示的界面。

2. 按照下图所示方法设置好，并点击OK。

3. 显示的界面如下，其中包含了MCU的引脚及相关配置信息。

4. 此处需要注意的是对时钟的正确设置。在上一篇帖子中分析过主MCU的时钟是由ST-LINK的STM32F103的MCO口输出提供的，所以此处我们需要将RCC处做相应修改。如下图所示:

5. 对STM32F412ZG的时钟树进行如下设置.

6. 打开Configuration配置选项，点击GPIO，并作如下修改。图中设置了LD2,LD3两个相应的引脚上拉，并高速输出。

7. 单击主菜单项Project->GenerateCode,生成相关代码。按照下图配置，并点击OK生成相关代码。

8. 很快就生成了基于MDK-ARM V5的工程代码。点击编译代码，发现没有错误和警告。

二、生成的代码框架分析及快速构建点灯程序。

1. 首先我们看看主函数中生成了那些代码。可以看到main函数中就只有下面几句代码。

int main(void)

{

HAL_Init();//初始化全局相关定义，包括NVIC中断向量的设置

SystemClock_Config();//这是系统主时钟设置代码

MX_GPIO_Init();//GPIO初始化代码

while (1)

{

}

SystemClock_Config();函数中核心的代码语句如下图所示:

此处的设置对应我们前面在图形化时钟设置处的设置。

对于函数MX_GPIO_Init();来说重要的有我们此次用到的两个LED等的配置，我们在前面已经把两个灯配置为上拉输入，且速率设置为快速Fast.

这样也就明白了在STM32CubeMX的设置是如何影响代码中的配置的。这样也可以手动配置相关GPIO口的参数。

2. 为了实现能够控制GPIO口的功能，首先我们要看看官方提供的HAL库中有哪些函数可以设置GPIO口的状态。

打开stm32f4xx_hal_gpio.h文件，该头文件声明的函数如下所示:

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);//GPIO口初始化函数

void HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin);

/* IO operation functions *****************************************************/

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

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

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin);

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);

其中标红的两句函数就是用来对GPIO口的状态进行设置的函数。

3. 使用上面的语句在main函数主循环中根据硬件原理图添加如下代码。

设置仿真器。

编译没有错误之后单击此处下载代码。

下载成功之后显示如下:

4. 下载代码后板子的显示。

见附件1

三、精确延时函数的实现。

在上面的代码中我们调用的延时函数，是由ST官方提供的简单的延时函数。因为之前研究过正点原子的战舰STM32开发板，此处代码直接由此处修改。

1. Systick简介

CM4内核的处理和CM3一样，内部都包含了一个SysTick定时器，SysTick是一个24位的倒计数定时器，当计到0时，将从RELOAD 寄存器中自动重装载定时初值。只要不把它在SysTick 控制及状态寄存器中的使能位清除，就永不停息。主要包含以下4个寄存器。

①SysTick controland status register (STK_CTRL)

Bits	Name	Type	Description
16	COUNT FLAG	rw	Returns 1 if timer counted to 0 since last time this was read.
2	CLKSO URCE	rw	0: AHB/8 1: Processor clock (AHB)
1	TICK INT	rw	0: Counting down to zero does not assert the SysTick exception request 1: Counting down to zero to asserts the SysTick exception request.
0	EN ABLE	rw	0: Counter disabled 1: Counter enabled

②SysTickreload value register (STK_LOAD)

Bits	Name	Type	Description
23-0	RELOAD	rw	RELOAD value

③SysTick current value register (STK_VAL)

Bits	Name	Type	Description
23-0	CURRENT	rw	Current counter value

④SysTick calibration value register (STK_CALIB)

计数器工作在连拍模式，即计数器装载重装值之后接着开始往下计数，到计数到0时将countFLAG设为1,此时根据TickINT的值可以选择是否挂起SysTick处理器。接着又再次装载重装值，并重新开始计数。

在计数器到达0时，使用systick重装值寄存器来指定载入当前寄存器的初始值。初始值可以是1到0x00FFFFFF之间的任何值。因此作为一个连拍式定时器，它每N+1个时钟脉冲就触发一次，所以每100个时钟脉冲就请求以此时钟中断，那么必须向RELOAD载入99。如果每次时钟中断后都写入一个新值，那么可以看作单拍模式。因而必须写入实际的倒计数值。

2. 实现的delay函数

#include "delay.h"

static u32 fac_us=0; //us延时倍乘数

//初始化延迟函数

//SYSCLK:系统时钟频率

void delay_init(u8 SYSCLK)

{

HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);//SysTick频率为HCLK/100MHz

fac_us=SYSCLK;

}

//延时nus

//nus为要延时的us数.

//注意:nus的值不要大于1000us

void delay_us(u32 nus)

{

u32 temp;

SysTick->LOAD=nus*fac_us;//需要计数的值加载

SysTick->VAL=0x00;//清空计数器

SysTick->CTRL=0x05;//开始计数

do

{

temp=SysTick->CTRL;

}

while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));

SysTick->CTRL=0x00;

SysTick->VAL=0x00;

}

//延时nms

//nms:要延时的ms数

void delay_ms(u16 nms)

{

u32 i;

for(i=0;i

}

3. 主函数代码

int main(void)

{

/* USER CODE BEGIN 1 */

/* USER CODE END 1 */

/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/

/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */

HAL_Init();

/* Configure the system clock */

SystemClock_Config();

/* Initialize all configured peripherals */

MX_GPIO_Init();

/* USER CODE BEGIN 2 */

delay_init(100);

/* USER CODE END 2 */

/* Infinite loop */

/* USER CODE BEGIN WHILE */

while (1)

{

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);

delay_ms(500);

// HAL_Delay(200);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_RESET);

// HAL_Delay(200);

delay_ms(500);

/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */

}

/* USER CODE END 3 */

}

4. 实现效果如下

见附件2

四、总结

本次主要对GPIO的使用做了详细说明，并实现了使用systick进行us级延时的功能，下帖主要针对定时器和串口的使用做分析。

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