STM 32学习笔记 1

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STM32笔记
发布日期:   2019-05-05
文章字数:   4k
阅读时长:   15 分
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[success]这个笔记主要记下stm32使用的一些知识点，所以可能会很长，建议大家通过目录来查找自己需要的内容[/success]

STM 32基础

因为stm32已经算是很高级的芯片了，所以写程序是肯定没有51单片机那么简单的只需要引入头文件就可以了，所以这个时候目录结构有条理就显得非常重要，通常我们在写程序的时候都是直接在模板文件的基础上进行添加，这样就不需要每次添加一大堆文件了。

这个是主要的目录结构，USER目录主要放主函数，还有stm32的头文件，HARDWAE目录放自己写的一些函数，比如这里写的是LED的控制函数，里面主要用来设置IO口的，这样主函数就可以直接调用函数就不会显得很冗长。SYSTEM里面主要是放一些别人帮你写好的函数，比如演示函数，串口发送函数。CORE放的是stm32的核心代码，里面放的是stm32的内核文件以及芯片的启动文件（芯片的容量不同这里的文件是不一样的 ）[collapse title="芯片容量的小知识"]

startup_stm32f10x_ld.s  FLASH≤32K
startup_stm32f10x_md.s  64K≤FLASH≤128K
startup_stm32f10x_hd.s  256K≤FLASH  

[/collapse]

FWLIB就是放各种库函数的地方，因为stm32管脚太多，所以我们是通过调用库函数来设置IO口的，库函数是和寄存器打交道的，它控制着最底层，我们是通过库函数提供的api来间接控制硬件的。stm32的所有功能都是通过寄存器来实现的，所以就响应的会有许多库函数，所以，我们需要用到什么功能就要调用相关的库函数。

STM32寄存器控制IO口

虽然我们使用的是库函数，但是我们还是需要了解一些非常底层的东西，这样才能更好的使用库函数。所以，我们来学一下如果自己控制stm32的寄存器。

因为stm32是低功耗芯片，所以我们在使用IO口时需要使能相应IO口的时钟寄存器这样才可以控制IO口。

我们先控制外设时钟使能寄存器APB2(这里就有IO口时钟的寄存器)：

RCC->APB2ENR|=1<<3; 
RCC->APB2ENR|=1<<6;

我们因为要使用端口B和E（因为LED的IO口在PE5和PB5），所以我们要把寄存器的第3位和第6位置为1，同时还不能影响其他的位，所以才有了或运算。

时钟使能完后我们还需要到相应的IO口配置一下端口寄存器，端口寄存器有低的（CRL主要控制0-7）和高的（CRH控制8-15）。然后在配置一下端口输出数据寄存器（主要用于控制输出低或者高电平）。

GPIOB->CRL&=0xFF0FFFFF;//我们这里是把第六位清零
GPIOB->CRL|=0x00300000;//赋值为3
GPIOB->ODR|=1<<5;//把第6位置为1，就是第五位输出高电平

前面我们是把第6位清0（这里有32位数据每个端口有4个配置位，所以刚好控制8个IO口），因为一个16进制数刚好是4位二进制，所以一个16进制数控制一个IO口，我们这里需要控制第PB5，所以控制第6位，前面是先清0，防止影响后面配置，我们把它置为3就是0011（通用推挽输出下50MHZ的输出）。

后面控制数据寄存器ODR

这个其实非常简单，共有16位，每位对应一个IO口，如果是1，响应位对应的IO口就输出高电平，反之。下面就是主函数控制IO口输出代码了！

GPIOB->ODR|=1<<5;//第6位置为高电平
GPIOB->ODR&=~(1<<5);//把第6位置为低电平

STM32库函数控制IO口

库函数控制IO口就不需要知道寄存器的原理，我们可以直接调用函数，我们还是控制PB5，下面直接贴出代码。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//这里需要定义结构体
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能GPIOB的时钟
//指定结构体的成员变量（GPIOB的初始化）
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//第五个管脚
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//设置输出的速度
GPIO_Init(GPIOB,& GPIO_InitStruct);//这里就是把结构体内的配置传给寄存器的配置函数
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//设置为高电平，默认不亮
/*主函数控制高低电平*/
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//设置B5为高电平，默认不亮
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//设置B5为低电平
//还可以这样
PBout(5)=1;
PBout(5)=0;

STM32位操作控制IO口

位操作其实就是在库函数的基础上进行改进的，我们可以直接使用诸如LED0=1这样的类似51的操作。配置也非常简单，只需要在你写的函数的头文件里面（我的是led.h）加上下面的定义：

#define LED0 PBout(5)// PB5
#define LED1 PEout(5)// PE5

STM32读取IO口数据

前面说的是写，这里说一下怎么读，后面我都是直接使用库函数来写程序。我们需要这样配置寄存器。我们的按键为PA3

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//配置的结构体
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能PORTA时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_3;//KEY0-KEY1
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入(默认为高)
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA3
/*下面是宏定义部分*/
#define KEY1  GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_3)//读取按键1
/*我们实际使用的时候只需要下面这样*/
if(KEY1==0){}else{}

STM32串口

串口也是stm32的基础部分，在和电脑和很多模块通信时都是用的串口通信，所以这个也非常重要。下面是串口配置的几个步骤。

  1. 串口时钟使能
  2. 串口复位
  3. GPIO端口模式配置
  4. 串口参数初始化
  5. 开启中断
  6. 使能端口
  7. 编写中断处理函数

下面是配置的函数

#include "stm32f10x.h"
void My_USART_Init(void){
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStrue;//定义结构体成员变量(引脚定义)
    USART_InitTypeDef USART_InitStrue;//定义结构体成员变量（串口配置结构体）
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue;//定义结构体变量（NVIC的配置）
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//串口时钟使能
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//串口时钟使能
    
    //初始化结构体
    GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//设置为推挽输出
    GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//设置第9管脚
    GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;//设置时钟速度
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStrue);//设置IO口初始化为复用
    
    //初始化结构体
    GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//设置为浮空输出
    GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//设置第10管脚
    GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;//设置时钟速度
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStrue);//设置IO口初始化为复用
    
    //初始化串口成员变量
    USART_InitStrue.USART_BaudRate=115200;//波特率
    USART_InitStrue.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流（这里我们不使用硬件流）
    USART_InitStrue.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;//发送使能和接收使能(这里我们两个都需要使能)
    USART_InitStrue.USART_Parity=USART_Parity_No;//奇偶校验
    USART_InitStrue.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//停止位(这里设置为1)
    USART_InitStrue.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//字节长度(这里我们设置为8个字节)
    USART_Init(USART1,&USART_InitStrue);//串口输出初始化(串口1)
    
    //使能串口(开启使能，到这里我们的配置告一段落)
    USART_Cmd(USART1,ENABLE);
    
    USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//接受数据执行中断函数(开启中断)
    
    //中断的配置（中断优先级设置）
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel= USART1_IRQn;//配置通道
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//是否开启中断通道
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//设置抢断优先级
    NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//设置子优先级
    NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);
    
}

//中断服务函数
void USART1_IRQHandler(void){
    u8 res;
    //获取中断的类型执行不同的操作
    if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE))//返回1说明是接受中断
    {
          res= USART_ReceiveData(USART1); //获取接受到的数据(串口1接受)
      USART_SendData(USART1,res); //发送接受到的数据	
    }
        
}


int main(void){
    //配置串口中断
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//配置分组（两位抢占，两位响应）
    My_USART_Init();
    while(1);
}

这里先说一下STM32共有5个串口，其中1-3是通用同步/异步串行接口USART，4,、5是通用异步串行接口UART。下面说一下那几个IO口的具体位置：
注意事项：USART1是挂在APB2，使能时钟命令为：  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE );其他几个则挂在APB1上，如2口RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE );

配置4口和5口的时候，中断名为UART4、UART5，中断入口分别为UART4_IRQn、UART5_IRQn对应的中断服务函数为void UART4_IRQHandler(void)和void UART5_IRQHandler(void)。 

第一个为A9（TX）和A10（RX）

第二个是A2（TX）和A3（RX）

第三个是B10（TX）和B11（RX）

第四个是C10（TX）和C11（RX）

第五个是C12（TX）和D2（RX）0

端口说完了，我们就开始实际配置一下，我们就直接配置第2个（因为第一个是USB转串口那边占用了）

第一步是使能IO口时钟：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);

然后在使能串口时钟，我们是串口2所以：CC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);

然后在分别配置IO口，代码和上面的是一样的，所以可以直接根据上面的代码来修改一下。

前面的代码

[highlight lanaguage="c"] GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStrue; USART_InitTypeDef USART_InitStrue; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue; // 外设使能时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//初始化结构体 GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//设置为推挽输出 GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2;//设置第2管脚 GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;//设置时钟速度 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStrue);//设置IO口初始化为复用 //初始化结构体 GPIO_InitStrue.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//设置为浮空输出 GPIO_InitStrue.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3;//设置第3管脚 GPIO_InitStrue.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;//设置时钟速度 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStrue);//设置IO口初始化为复用[/highlight]

然后我们在配置一下串口的寄存器（这里我们用了库函数，所以就是直接配置结构体），这里配置都是一样的，值需要修改一下波特率和串口输出初始化那里的数字而已。

USART_InitStrue.USART_BaudRate=115200;//波特率
USART_InitStrue.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流（这里我们不使用硬件流）
USART_InitStrue.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;//发送使能和接收使能(这里我们两个都需要使能)
USART_InitStrue.USART_Parity=USART_Parity_No;//奇偶校验
USART_InitStrue.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//停止位(这里设置为1)
USART_InitStrue.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//字节长度(这里我们设置为8个字节)
USART_Init(USART2,&USART_InitStrue);//串口输出初始化(串口1)

初始化完毕后就可以开始使能串口了：USART_Cmd(USART2,ENABLE);

然后在开启中断：USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,ENABLE);

在配置一下中断（设置优先级）：

//中断的配置（中断优先级设置）
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel= USART2_IRQn;//配置通道
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//是否开启中断通道
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//设置抢断优先级
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//设置子优先级
NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);

然后写一下中断服务函数：

void USART2_IRQHandler(void){
    u8 res;
    //获取中断的类型执行不同的操作
    if(USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE))//返回1说明是接受中断
    {
          res= USART_ReceiveData(USART1); //获取接受到的数据(串口1接受)
      USART_SendData(USART2,res); //发送接受到的数据	
    }
        
}

最后再主函数里面写一下串口初始化函数就可以开始工作了。

int main(void){
    //配置串口中断
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//配置分组（两位抢占，两位响应）
    My_USART_Init();
    while(1);
}

我这里实验室成功了的，大家只需要在原来的代码基础上稍加修改就可以看到效果的。

下面在说一下发送字符串的函数：

void 
//这里还有一个接受数据的函数
uiuint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx); 
USART2_Send_Byte(u8 Data) //发送一个字节；

{

USART_SendData(USART2,Data);

while( USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET );

}

void USART2_Send_String(u8 *Data) //发送字符串；

{

while(*Data)

USART2_Send_Byte(*Data++);

}

实际上在SYSTEM文件夹里面有串口的函数，我们可以直接引入头文件：#include "usart.h"

然后这里贴一下演示代码

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
 int main(void)
 {		
     u16 t;  
    u16 len;	
    u16 times=0;
    delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
    uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
     LED_Init();			     //LED端口初始化
    KEY_Init();          //初始化与按键连接的硬件接口
     while(1)
    {
        if(USART_RX_STA&0x8000)
        {					   
            len=USART_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度
            printf("
您发送的消息为:

");
            for(t=0;t<len;t++)
            {
                USART_SendData(USART1, USART_RX_BUF[t]);//向串口1发送数据
                while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
            }
            printf("

");//插入换行
            USART_RX_STA=0;
        }else
        {
            times++;
            if(times%5000==0)
            {
                printf("
精英STM32开发板 串口实验
");
                printf("正点原子@ALIENTEK

");
            }
            if(times%200==0)printf("请输入数据,以回车键结束
");  
            if(times%30==0)LED0=!LED0;//闪烁LED,提示系统正在运行.
            delay_ms(10);   
        }
    }	 
 }

默认这里是串口1，如果你想使用其他的串口直接在SYSTEM文件夹里面的usart.c修改即可。

STM32外部中断

中断也是stm32的重要部分，stm32非常强大，它的没一个IO口都可以作为中断（51的只有一个中断），在使用外部中断时我们需要引入固件库stm32f10x_exti.h 和 stm32f10x_exti.c 。

STM32F103 的中断控制器支持 19 个外部中断/
事件请求。每个中断设有状态位，每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。

线 0~15：对应外部 IO 口的输入中断。
线 16：连接到 PVD 输出。
线 17：连接到 RTC 闹钟事件。
线 18：连接到 USB 唤醒事件

这里我们可以看到到IO口的中断实际上只有16个，但是stm32的IO口实际上是非常多的。这个是怎么实现的呢？我们可以看一下GPIO和中断线的映射关系。

这里我们引入了中断线的概念，就是说每组IO口的对应编号相同的为一个线，也就是说PA1和PB1是不能同时作为中断的，一次只能有一个作为中断。

一般的使用步骤：

1）初始化 IO 口为输入。
2）开启 AFIO 时钟
3）设置 IO 口与中断线的映射关系。
4）初始化线上中断，设置触发条件等。
5）配置中断分组（NVIC），并使能中断。
6）编写中断服务函数。

我们现在就来编写代码：

首先我们要初始化IO口，这里的配置和前面配置IO口是一样的。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//使能PORTA,PORTE时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_3;//KEY0-KEY1GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置成上拉输入
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE4,3

然后在开启AFIO时钟（这个是复用功能时钟，打开它就可以使用IO的一些其他的功能，比如中断）：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //使能复用功能时钟

然后在设置一下IO口和中断线的映射关系（比如我们要用PE3来作为中断，代码如下）：

 //GPIOE.3	  中断线以及中断初始化配置 下降沿触发 //KEY1
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource3);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line3;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器

这里前面那个是把中断线和GPIO口映射起来。

第二个是中断线的标号，我们使用的是中断线3

第三个是中断模式，我们选的是中断（有中断和事件两种模式）

第四个是触发方式，我们这里选择的下降沿触发

映射好后我们在配置一下中断分组（设置抢占优先级和响应优先级）


NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn;			//使能按键WK_UP所在的外部中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2， 
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03;					//子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

在写一下中断的服务函数：

//外部中断3服务程序
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
    delay_ms(10);//消抖
    if(KEY1==0)	 //按键KEY1
    {				 
        LED1=!LED1;
    }		 
    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);  //清除LINE3上的中断标志位  
}

最后要到主函数里面初始化一下

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "exti.h"
 int main(void)
 {		
 
    delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
    EXTIX_Init();         	//初始化外部中断输入 
    LED0=0;					//先点亮红灯
    while(1);	 
}

文章作者: 小游
文章链接: https://xiaoyou66.com/archives/1071/
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