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一、原理介绍
1、 芯片介绍 STM32F系列属于中低端的32位ARM微控制器,该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品,其内核是Cortex-M3 该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类:小容量(16K和32K)、中容量(64K和128K)、大容量(256K、384K和512K)。 芯片集成定时器Timer,CAN,ADC,SPI,I2C,USB,UART等多种外设功能。 1.1、STMF103C8T6 首先介绍本文的主角了——stm32f103c8t6芯片,它是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位的微控制器,程序存储器容量是64KB,需要电压2V~3.6V,工作温度为-40°C ~ 85°C。 32位指的是该芯片每次能同时处理的数据为4个字节共32位(bit),与以前我们学的51单片机一样,每次能够同时处理1个字节共8位数据,这对于我们在接下来寄存器的使用十分重要。 1.2、地址说明 这里给出 有关寄存器的地址,可以看见这里为寄存器的初始地址,而在后面我们会遇见一个偏移地址,这里给出寄存器的地址说明:
给出例子:例如GPIOA_CRH寄存器的基地址为0x4001 0800,后面的偏移地址为0x04 所以GPIOA_CRH寄存器的最终地址为0x4001 0804。同理,RCC_APB2ENR的地址为: 0x4002 1000 +0x18 =0x4002 1018。 通过系统图,我们可以看出ABP2寄存器与GPIOX输出端口相关联,所以接下来我们进行寄存器调用时便用RCC_ABP2外设时钟使能寄存器。 2、寄存器介绍 寄存器的功能是存储二进制代码,它是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码,故存放n位二进制代码的寄存器,需用n个触发器来构成。 2.1、APB2 外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR) 根据实验需求,这里对后面将要用到的RCC寄存器做出说明;由图可见,为了实现流水灯,我们需要利用芯片的GPIOX引脚,RCC寄存器则具有控制GPIOX引脚的功能。
2.2、GPIO寄存器 接下来便是本文的重头戏,GPIO管脚的选择;GPIO寄存器下面总共又分为7种,分别是:
首先,我们需要确定的是,在我们所看到的的芯片上PX0~PX15引脚在寄存器中分别对应的是什么位置,接下来给出简要说明: 在芯片上我们可以看到总共有PX0~PX15号引脚,就拿PA脚来做说明,首先,上图所示,GPIOX_CRL总共有0~31共32位,而这32位又可以分为8组,每组分别是:CNF 和 MODE,所以我们用一组来对应其中的一个管脚,共8个脚;这里需要注意下,根据我们在单片机所学,地址又有高低之分,所以这里则代表了PA0~PA7八个低位管脚。
由图中可见,GPIOX_CLR只能给出输出的模式,而不是输出的值,所以接下来介绍,STM32芯片的输出寄存器。 2.3、端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR) 我们可以清楚地知道,计算机的输出值只有2种:‘0’ 或者 ‘1’;现在来介绍如何实现值的输出: 由图我们可以看到,GPIOX_ODR寄存器与之前的不同,这里只有0~15位可以用,上图我也标出,这15位分别代表着PX0~PX15共16个引脚,例如:PA1引脚我们就用到ODR1位置;PB5引脚我们就用ODR5位置,这样距离希望你们能够理解。。 好了,配置流水灯所需要的寄存器都已经进行说明,接下来就是如何利用寄存器来实现流水灯的运行。 二、C语言代码实现
1、工程构建 在进行单片机以及ARM芯片的仿真以及代码嵌入,我们采用的软件一般为KEIl软件: 首先,新建工程: 选择工程放置的文件,并给出工程名称: 芯片选择: 相关环境的配置: 添加项目到工程中: 选择.c文件,并命名: 2、代码编写
2.1、打开对应管脚
RCC_APB2ENR |=(1<<2); RCC_APB2ENR |=(1<<3); RCC_APB2ENR |=(1<<4); 2.2、 配置输出,确定输出模式
GPIOA_CRL &=0xFFFFFFF0; GPIOA_CRL |=0xFFFFFFF3; GPIOB_CRL &=0xFFFFFFF0; GPIOB_CRL |=0xFFFFFFF3; GPIOC_CRH &=0xF0FFFFFF; GPIOC_CRH |=0xF3FFFFFF; 2.3、输出低电平
GPIOA_ODR =0x0<<0; Delay_ms(10000000); GPIOA_ODR =0x1<<0; Delay_ms(10000000); GPIOB_ODR =0; Delay_ms(10000000); GPIOB_ODR =1; Delay_ms(10000000); GPIOC_ODR =0<<14; Delay_ms(10000000); GPIOC_ODR =1<<14; Delay_ms(10000000); 2.4、延时操作
int Delay_ms(volatile unsigned int time) { int i; while(time--) { i=20000; while(i--) ; } return 0; } 2.5、完整代码 #define RCC_APB2ENR *(unsigned int*)0x40021018 #define GPIOA_CRL *(unsigned int*)0x40010800 #define GPIOB_CRL *(unsigned int*)0x40010C00 #define GPIOC_CRH *(unsigned int*)0x40011004 #define GPIOA_ODR *(unsigned int*)0x4001080C #define GPIOB_ODR *(unsigned int*)0x40010C0C #define GPIOC_ODR *(unsigned int*)0x4001100C int Delay_ms(volatile unsigned int time) { int i; while(time--) { i=20000; while(i--) ; } return 0; } int main() { RCC_APB2ENR |=(1<<2); RCC_APB2ENR |=(1<<3); RCC_APB2ENR |=(1<<4); while(1) { GPIOA_CRL &=0xFFFFFFF0; GPIOA_CRL |=0xFFFFFFF3; GPIOA_ODR =0x0<<0; Delay_ms(10000000); GPIOA_ODR =0x1<<0; Delay_ms(10000000); GPIOB_CRL &=0xFFFFFFF0; GPIOB_CRL |=0xFFFFFFF3; GPIOB_ODR =0; Delay_ms(10000000); GPIOB_ODR =1; Delay_ms(10000000); GPIOC_CRH &=0xF0FFFFFF; GPIOC_CRH |=0xF3FFFFFF; GPIOC_ODR =0<<14; Delay_ms(10000000); GPIOC_ODR =1<<14; Delay_ms(10000000); } } 三、仿真运行,并利用KEIL软件示波器进行输出口观察 首先,进行虚拟仿真环境配置: 文件编译,并开始运行: 打开keil软件示波器: 波形显示: 四、hex文件烧录 首先我们需要在keil下生成hex文件: 常用的烧录软件一般为:mcusip软件 关于该软件的使用方法我就不做过多说明: 这里我给出可以参考的链接,有需要的可以直接去查看,步骤写的很清楚,有很大的借鉴价值。 这里需要补充说明一下,在进行芯片烧录时,需要注意将芯片上的boot置1,在烧录完毕后,再讲其改为0。 十分重要!!!! 五、结果展示 六、总结 本次实验,主要是考验我们对于STM32芯片寄存器地址的了解,以及其各寄存器功能的了解。想要顺利的完成本次实验就需要去查阅大量的书籍资料,这里我推荐去STM32官网寻找,上面有着stm各系列的编程资料以及芯片手册。虽然,stm32有着更为简单的操作方式即库函数,但对于初学者来说,还是一步一步,脚踏实地的通过了解寄存器来完成才对于提高自己有着帮助。其次,KEIL自带的示波器还是挺好用的,这对于我们观察输出的结果很有帮助。 |
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