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如何使用STM32固件库操作控制LED灯？

550 STM32

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2021-11-29 07:29:08　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答江左盟该类别下有 32 个回答。邀请回答爱与友人该类别下有 32 个回答。邀请回答举报贾埃罗相关推荐 • 如何使用STM32固件库通过按键来控制led灯的亮灭？ 976 • 如何使用stm32固件库点亮LED？ 1010 • 怎样使用STM32 CubeIDE软件工具完成控制板上的LED灯亮灭操作呢 1457 • STM32固件库编程之GPIO如何点亮LED 819 • 基于寄存器与基于固件库的stm32 LED流水灯编程方式有何差异 1666 • 如何操作GPIO的输出控制LED灯？ 822 • 如何使用STM32的固件库去操作FLASH的几个常用函数呢 1434 • 如何去实现一种基于STM32LL库点亮LED灯的设计 825 • 如何用HAL库及中断控制LED灯？ 1130 • 如何使用固件库函数去点亮LED呢 1268 1个回答

直接使用寄存器地址来进行STM32开发要对每一个寄存器的地址通过查找芯片手册，对每一个寄存器的各个位的含义也要查清楚，然后决定对那个地址的哪些位进行怎样的设置。这种编程效率低，程序的可移植性差，程序的可读性差。ARM公司和ST公司提供了固件库，为嵌入式开发带来了方便。下面介绍基于CMSIS库的项目。
  一、CMSIS
  基于cortex系列的处理器内核都是一样的，区别在于除内核以外的外设的差异，由于这些差异，导致不同处理器移植起来比较麻烦，所以ARM与芯片厂商建立了CMSIS标准。ARM Cortex™ 微控制器软件接口标准(CMSIS：Cortex Microcontroller SoftwareInterface Standard) 。是 Cortex-M 处理器系列的与供应商无关的硬件抽象层，使用CMSIS，可以为处理器和外设实现一致且简单的软件接口，从而简化软件的重用、缩短微控制器新开发人员的学习过程，并缩短新设备的上市时间。通过在所有Cortex-M芯片供应商产品中标准化软件接口，这一成本会明显降低，尤其是在创建新项目或将现有软件迁移到新设备时。





  CMSIS架构
  1、CMSIS软件层次
  CMSIS可以分为多个软件层次，分别由ARM公司、芯片供应商提供。
  其中ARM提供了下列部分，可用于多种编译器：
  ● 内核设备访问层：包含了用来访问内核的寄存器设备的名称定义，地址定义和助手函数。同时也为RTOS(实时操作系统)定义了独立于微控制器的接口，该接口包括调试通道定义。
  ● 中间设备访问层：为软件提供了访问外设的通用方法。芯片供应商应当修改中间设备访问层，以适应中间设备组件用到的微控制器上的外设。
  芯片供应商扩展下列软件层：
  ● 微控制器外设访问层：提供片上所有外设的定义。
  ● 外设的访问函数(可选)：为外设提供额外的助手函数。
  CMSIS为Cortex-Mx微控制器系统定义了：
  ● 访问外设寄存器的通用方法和定义异常向量的通用方法。
  ● 内核设备的寄存器名称和内核异常向量的名称。
  ● 独立于微控制器的RTOS接口，带调试通道。
  ● 中间设备组件接口(TCP/IP协议栈，闪存文件系统)。
  2、CMSIS包含的组件
  ① 外围寄存器和中断定义：适用于设备寄存器和中断的一致接口
  ② 内核外设函数：特定处理器功能和内核外设的访问函数
  ③ DSP 库：优化的信号处理算法，并为 SIMD 指令提供Cortex-M4 支持
  ④ 系统视图说明(SVD)：描述设备外设和中断的XML文件。
  该标准完全可扩展，可确保其适合于所有 Cortex-M处理器系列微控制器，从最小的8 KB 设备到具有复杂通信外设（如以太网或USB）的设备。（内核外设函数的内存要求少于1 KB 代码，少于10 字节RAM）。

  二、基于CMSIS应用程序的基本结构
  1、CMSIS-外设访问层的文件
  ① 独立于编译器的文件：
  ● Cortex-M3内核及其设备文件(core_cm3.h + core_cm3.c)
  ─ 访问Cortex-M3内核及其设备：NVIC，SysTick等
  ─ 访问Cortex-M3的CPU寄存器和内核外设的函数
  ● 微控制器专用头文件(device.h)
  对STM32F10x的头文件为"stm32f10x.h"
  ─ 指定中断号码(与启动文件一致)
  ─ 外设寄存器定义(寄存器的基地址和布局)
  ─ 控制微控制器其他特有的功能的函数(可选)
  ● 微控制器专用系统文件(system_device.c)
  对STM32F10x的程序文件为"system_stm32f10x.c"，头文件为"system_stm32f10x.h"
  ─ 函数SystemInit，用来初始化微控制器
  ─ 函数Sysem_ExtMemCtl，用来配置外部存储器控制器。它位于文件startup_stm32f10x_xx.s /.c，在跳转到main前调用
  ─SystemFrequncy，该值代表系统时钟频率
  ─ 微控制器的其他功能(可选)
  ② 编译器供应商+微控制器专用启动文件
  ● 编译器启动代码(汇编或者C)(startup_device.s)
  对STM32F10x的头文件为"startup_stm32f10x_XX.s"，对STM32F103ZET6使用"startup_stm32f10x_hd.s
  ─ 微控制器专用的中断处理程序列表(与头文件一致)
  ─ 弱定义(Weak)的中断处理程序默认函数(可以被用户代码覆盖)
  2、库文件简介
  ① core_cm3.c文件
  在CoreSupport文件夹中有core_cm3.c和头文件core_cm3.h，它的作用是采用Cortex-M3内核设计的SoC芯片厂商设计的芯片提供了一个进入CM3内核的接口。core_cm3.c中还有一些与编译器(MDK、IAR等)有关的代码。较重要的是core_cm3.c中包含stdio.h头文件，这是一个ANSI C文件，主要作用是提供一些新类型的定义。
  ② system_stm32f10x.c文件
  DeviceSupport文件夹下是启动文件、外设寄存器定义、中断向量定义层的一些文件，这些文件由ST公司提供。system_stm32f10x.c的主要作用是设置系统时钟和总线时钟。
  ③ stm32f10x.h文件
  这个文件非常重要，是非常底层的文件，包含了寄存器地址和结构体类型的定义，在使用到stm32固件库的地方都要包含它。
  ④ stm32f10x_it.c和stm32f10x_conf.h文件
  stm32f10x_it.c这个文件主要是编写中断程序的，stm32f10x_conf.h被包含在stm32f10x.h文件中主要是配置外设的头文件，我们需要什么在这里打开。
  ⑤ startup_stm32f10x_hd.s文件
  在这个文件中有一段启动文件，启动文件中先初始化系统时钟，然后才执行主函数，因此我们要注意配置时钟在这个文件里配置。

  三、创建项目，加入必要文件和配置相关参数
  1、在项目文件夹下新建一个"pCMSIS"文件夹，然后在该文件夹中创建"CMSIS"、"Device"、"Startup"和"User"四个文件夹，创建不同的文件夹主要是为了分类存放不同作用的文件，便于文件管理，当项目比较复杂时方便文件管理，不分文件夹也是可以的。在"CMSIS"文件夹中复制"core_cm3.c"和"core_cm3.h"文件；在"Device"文件夹复制"stm32f10x.h"、"system_stm32f10x.c"和"system_stm32f10x.h"文件；在"Startup"文件夹下复制"startup_stm32f10x_hd.s。
  2、在Keil5中新建项目pCMSIS，存放在"pCMSIS"文件夹中，点击



按钮或者通过菜单"Project"->"Manage"->"Components,Environment,Books…"打开进行"Manage Project Items"对话框，对项目文件管理。





  在"Groups"中分别添加"CMSIS"、"Device"、"Startup"和"User"四个组，并为每一个组添加上述1中叙述的文件。
  3、新建一个文件并保存为"main.c"(保存在"User"文件夹下)，然后将该文件添加到"User"组中，在文件内添加如下内容：

#include "stm32f10x.h"
int main()
{
}

4、点击



工具按钮，在对话框的"Output"选项卡中选中"Create HEX File"，在"C/C++"选项卡中的"Include Paths"项目点击按钮，打开"Folder Setup"对话框，添加如下包含路径：





  这时，项目框架搭建完成，可以编译生成hex文件。
  5、实现LED灯控制。
   实现过程同样是使能GPIO时钟、设置工作方式、点亮LED灯几个步骤，因为前面为项目添加了几个文件，在这些文件中包含了相关的预定义，所以编程只需要使用这些预定义即可。
  ① 使能GPIOC时钟。






















  由于在"stm32f10x.h"文件中有上述预定义，标识符"RCC"为一个结构体类型的指针，只需要通过给RCC->APB2ENR的第4位赋值就能就能使能GPIOC的时钟，所以使用：
  RCC->APB2ENR |=0x1<<4; //开启GPIOC时钟
  ② 配置GPIOC_0为推挽输出，50M速度。


















  同样，由于在"stm32f10x.h"文件中有上述预定义，标识符"GPIOC"为一个结构体类型的指针，通过给GPIOC->CRL的3~0位设置为"0011"就可以配置GPIOC_0为推挽输出，50M速度。即：
  GPIOC->CRL &= ~(0x0F<<(4*0)); //对GPIOC_0设置为通用推挽输出，最大速度50MHz
  GPIOC->CRL |= (0x03<<(4*0));
  ③ 点亮LED灯。点亮LED1，需要给GPIOC_0输出低电平，可以通过BSRR复位实现。
  while(1)
  {
   GPIOC->BSRR |= 0x01<<(16+0); //对GPIOC_0复位
   delay(1000);
   GPIOC->BSRR |= 0x01<<(0+0); //对GPIOC_0置位
   delay(1000);
  }
  main.c的完整程序如下：

#include "stm32f10x.h"
void delay(int t)
{
   int i;
   for( ;t>0; t--)
      for(i=0;i<1000;i++);
}
int main()
{
   RCC->APB2ENR |= 0x1<<4; //开启GPIOC时钟
   GPIOC->CRL &= ~(0x0F<<(4*0)); //对GPIOC_0设置为通用推挽输出，最大速度50MHz
   GPIOC->CRL |= (0x03<<(4*0));
   while(1)
   {
      GPIOC->BSRR |= 0x01<<(16+0);    //对GPIOC_0复位
      delay(1000);
      GPIOC->BSRR |= 0x01<<(0+0); //对GPIOC_0置位
      delay(1000);
   }
}

6、编译，下载程序，LED1闪烁。