STM32初识1

什么是单片机？

单片机（ Single-Chip Microcomputer ）是一种集成电路芯片，把具有数据处理能力的中央处

理器 CPU 、随机存储器 RAM 、只读存储器 ROM 、多种 I/O 口和中断系统、定时器 / 计数器等功

能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、 A/D 转换器等电路）集成

到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

STM系列单片机命名规则

ST -- 意法半导体

M -- Microelectronics 微电子

32 -- 总线宽度

STM32F103C8T6单片机简介

项目	介绍
内核	Cortex-M3
Flash	64K x 8bit
SRAM	20K x 8bit
GPIO	37 个 GPIO ，分别为 PA0-PA15 、 PBO-PB15 、 PC13-PC15 、 PDO-PD1
ADC	2 个 12bit ADC 合计 12 路通道，外部通道 : PAO 到 PA7+PBO 到 PB1 内部通道 : 温度传感器通道ADC Channel 16 和内部参考电压通道 ADC Channel 17
定时器/ 计数器	4 个 16bit 定时器 / 计数器，分别为 TIM1 、 TIM2 、 TIM3 、 TIM4TM1 带死区插入，常用于产生PWM 控制电机
看门狗定时器	2 个看门狗定时器 ( 独立看门狗 IWDG 、窗口看门狗 WWDG)
滴答定时器	1 个 24bit 向下计数的滴答定时器 systick
工作电压、温度	2V3.6V 、 -40°C85°C
通信串口	2 * IIC ， 2 * SPI ， 3 * USART ， 1 * CAN
系统时钟	内部 8MHz 时钟 HSI 最高可倍频到 64MHZ ，外部 8MHZ 时钟 HSE 最高可倍频到72MHZ

标准库与HAL库区别

1. 寄存器

寄存器众多，需要经常翻阅芯片手册，费时费力；
更大灵活性，可以随心所欲达到自己的目的；
深入理解单片机的运行原理，知其然更知其所以然。

2. 标准库

将寄存器底层操作都封装起来，提供一整套接口（API）供开发者调用每款芯片都编写了一份库文件，也就是工程文件里stm32F1xx…之类的；
配置结构体变量成员就可以修改外设的配置寄存器，从而选择不同的功能；
大大降低单片机开发难度，但是在不同芯片间不方便移植。

3. HAL 库

ST公司目前主力推的开发方式，新的芯片已经不再提供标准库；
为了实现在不同芯片之间移植代码；
为了兼容所有芯片，导致代码量庞大，执行效率低下

通用输入输出端口GPIO

什么是GPIO？

定义

GPIO 是 通用输入输出 端口的简称，简单来说就是 STM32 可控制的引脚 STM32 芯片的 GPIO 引脚与

外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。

简单来说我们可以控制 GPIO 引脚的电平变化，达到我们的各种目的。

命名规则

组编号+引脚编号 GPIOx

组编号： GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD .. GPIOG

引脚编号： 0 ， 1 ， 2 ， 3 ， 4...15

组合起来：

PA0, PA1, PA2 .. PA15

PB0, PB1, PB2 .. PB15

PC0, PC1, PC2 .. PC15

...

有一些特殊功能的引脚是不能用作IO的：例如，我使用的STM32F103C8T6有48个引脚，但只有37个GPIO口，而剩下的都是用作特殊功能的，比如VCC，BOOT等...

内部框架图

推挽输出和开漏输出：

推挽输出：可以真正的输出高电平和低电平

开漏输出：开漏输出无法真正输出高电平，即高电平时没有驱动能力，需要借助外部上拉电阻完成对外驱动

什么是GPIO的推挽输出和开漏输出_gpio推挽输出-CSDN博客

点亮LED

其实点亮LED的操作在上节已经实现了，这里在深入了解一下相关函数：

1. HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);

效果是对一个GPIO口写入1或者0，第一个参数是GPIO的组，第二个参数是GPIO的引脚，第三个参数是引脚的状态

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)
{/* Check the parameters */assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState));if (PinState != GPIO_PIN_RESET){GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;}else{GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16u;}
}

2. HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

效果是初始化GPIO口，第一个参数是GPIO的组，第二个参数是一个结构体指针，可以通过跳转查看具体信息：

typedef struct
{uint32_t Pin;       /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */uint32_t Mode;      /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */uint32_t Pull;      /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */uint32_t Speed;     /*!< Specifies the speed for the selected pins.This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */
} GPIO_InitTypeDef;

因此在执行GPIO的初始化之前需要自己定义一个结构体 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

并对其中的成员进行赋值：

void MX_GPIO_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/* GPIO Ports Clock Enable */__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);/*Configure GPIO pins : PB8 PB9 */GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);}

3. void HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_8);

效果是反转GPIO口的状态，第一个参数是GPIO的组，第二个参数是GPIO的引脚

使用轮询法实现按键点亮LED灯

由原理图可见，如果按钮SW1,2被按下，会对应KEY1,2被拉低，所以可以通过观察A0和A1是否被拉低来判断按钮是否被按下。

那么首先要涉及到PA0,PA1的初始化，所以可以打开上节编辑到一半的CubeMX软件来配置：

由于按键是触发输入信号将PA0和PA1设计成“GPIO_Input”:

可以将PB8,9的初始值设置为高电平，这样程序烧录之后灯不会立刻亮起来

由于是在上节的工程基础上改的，所以不需要在设置Project Manager里面的内容

点击“GENERATE CODE”生成代码：

实现的是 按钮1被按下时，LED1亮，再次按下熄灭；如果按钮2被按下时，LED2亮，再次按下熄灭

#define KEY_ON 0
#define KEY_OFF 1uint8_t Key_scan(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin) == GPIO_PIN_RESET){/*按键按下*/while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin) == GPIO_PIN_RESET);//按键消抖，如果按键没有被按下不会触发returnreturn KEY_ON;}else{/*按键松开*/return KEY_OFF;}
}int main(void)
{HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();while (1){//HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);if(Key_scan(GPIOA ,GPIO_PIN_0) == KEY_ON)//如果A0对应的按钮按下{HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);//反转LED1的状态}if(Key_scan(GPIOA ,GPIO_PIN_1) == KEY_ON)//如果A1对应的按钮按下{HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);//反转LED2的状态}}

注意！！！HAL库有很多重定义的类型，例如uint8_t