|
目录
一、初识stm32固件库
1、什么是固件库
2、初识库函数
二、库函数新建工程
1、新建本地工程文件夹
2、新建工程
三、GPIO 输出—使用固件库点亮 LED
1、LED引脚宏定义
2、 LED 灯亮灭状态的宏定义
3、LED GPIO 初始化函数
4、主函数
工程文件结构的基本构成
软件设计
一、初识stm32固件库
资料准备：
《
STM32F4xx
参考手册》
《
STM32F4xx
规格书》
《
Cortex-M3 权威指南》
《
Cortex™-M4 内核参考手册》
STM32
标准库帮助文档——《
stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm
》
1、什么是固件库
ST
公司提供的标准软件库，包含了 STM32
芯片所有寄存器的控制操作，我们直接学习如何使用
ST
标准库，会极大地方便控制 STM32
芯片。
在library里有：
在使用库开发时，我们需要把
libraries
目录下的库函数文件添加到工程中，并查阅库帮助文档来了解 ST
提供的库函数
如我们写
STM32F4
的工程，必须用到其中的四个文件：
core_cm4.h
、
core_cmFunc.h
、 corecmInstr.h、
core_cmSimd.h
，其它的文件是属于其它内核的，还有几个文件是
DSP
函数库使用的头文件。
Include 文件夹;只需把这些文件加进我们的工程文件即可，有兴趣的朋友可以深究
Device
文件夹下的是具体芯片直接相关的文件，包含启动文件、芯片外设寄存器定义、系统时钟初始化功能的一些文件。
system_stm32f4xx.c
文件：包含了 STM32
芯片上电后初始化系统时钟、扩展外部存储器用的函数
启动文件 ：如STM32F446 型号使“startup_stm32f446xx.s”
stm32f4xx.h 文件：是一个 STM32 芯片底层相关的文件。
STM32F10x_StdPeriph_Driver 文件夹: 文件夹下有 inc（include 的缩写）跟 src（source 的简写）这两个文件夹，这里的文件属于 CMSIS 之外的的、芯片片上外设部分。
Project文件夹
stm32f4xx_it.c
:
stm32f4xx_it.c：这个文件是专门用来编写中断服务函数的
stm32f4xx_conf.h 文件:使用这个配置文件根据芯片型号增减 ST 库的外设文件。
2、初识库函数
学会查阅库帮助文档是很有必要的。
二、库函数新建工程
1、新建本地工程文件夹
为了工程目录更加清晰，我们在本地电脑上新建一个“工程模板”文件夹，在它之下 再新建 6 个文件夹，具体如下：在本地新建好文件夹后，把准备好的库文件添加到相应的文件夹。
2、新建工程
①选择
CPU
型号
②在线添加库文件
③添加组文件夹：文件从本地建好的工程文件夹下获取，双击组文件夹就会出现添加文件的路径，然后选择文件即可
④先把上面提到的文件从 ST 标准库中复制到工程模版对应文件夹的目录下，然后在新建的工程中添加这些文件，双击组文件夹就会出现添加文件的路径，然后选择文件即可
⑤
设置文件是否加入编译
⑥
配置魔术棒选项卡(第一次配置的时候很重要！！！）
⑦下载仿真器配置
三、GPIO 输出—使用固件库点亮 LED
大致流程：
1. 使能 GPIO
端口时钟；
2. 初始化 GPIO
目标引脚为推挽输出模式；
3. 编写简单测试程序，控制 GPIO
引脚输出高、低电平。
1、LED引脚宏定义
编写应用程序要考虑更改硬件环境的情况，例如
LED 灯的控制引脚与当前的不一样，我们希望程序只需要做最小的修改即可在新的环境正常运行。
若更改了硬件环境，只修改这些硬件相关的宏即可，这些定义一般存储在头文件，即本例子中的“bsp_led.h”文件中
1 //引脚定义
2 /*******************************************************/
3 //R 红色灯
4 #define LED1_PIN GPIO_Pin_10
5 #define LED1_GPIO_PORT GPIOH
//GPIO_Pin_n可以理解为某端口脚在整个端口的位置。比方某GPIO口的第6管脚位置编码GPIO_Pin_6 被定义为 //((uint16_t)0x0040) 有兴趣的话，可以点击GPIO_Init( )进去看看。
6 #define LED1_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOH
7
8 //G 绿色灯
9 #define LED2_PIN GPIO_Pin_11
10 #define LED2_GPIO_PORT GPIOH
11 #define LED2_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOH
12
13 //B 蓝色灯
14 #define LED3_PIN GPIO_Pin_12
15 #define LED3_GPIO_PORT GPIOH
16 #define LED3_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOH
22 /************************************************************/
以上代码分别把控制四盏
LED
灯的
GPIO
端口、
GPIO
引脚号以及
GPIO
端口时钟封装起来了。在实际控制的时候我们就直接用这些宏，以达到应用代码硬件无关的效果。
其中的
GPIO
时钟宏“RCC_AHB1Periph_GPIOH”和“RCC_AHB1Periph_GPIOD”是 STM32 标准库定义的
GPIO
端口时钟相关的宏，它的作用与“GPIO_Pin_x”这类宏类似， 是用于指示寄存器位的，方便库函数使用。它们分别指示 GPIOH
、
GPIOD
的时钟，下面初始化 GPIO
时钟的时候可以看到它的用法。
（区分GPIO、引脚、端口的概念。遇到宏不清楚的展开查看即可）
2、 LED 灯亮灭状态的宏定义
2 /* 直接操作寄存器的方法控制 IO */
3 #define digitalHi(p,i) {p->BSRRL=i;} //设置为高电平
4 #define digitalLo(p,i) {p->BSRRH=i;} //输出低电平
5 #define digitalToggle(p,i) {p->ODR ^=i;} //输出反转状态，Toggle是按钮
6 /*BSRRH 表示GPIO端口置高电平寄存器，将端口赋给它，即此端口变为高电平*/
/*ODR 表示GPIO端口数据寄存器*/
7
8 /* 定义控制 IO 的宏 */
9 #define LED1_TOGGLE digitalToggle(LED1_GPIO_PORT,LED1_PIN)
10 #define LED1_OFF digitalHi(LED1_GPIO_PORT,LED1_PIN)
11 #define LED1_ON digitalLo(LED1_GPIO_PORT,LED1_PIN)
12
13 #define LED2_TOGGLE digitalToggle(LED2_GPIO_PORT,LED2_PIN)
14 #define LED2_OFF digitalHi(LED2_GPIO_PORT,LED2_PIN)
15 #define LED2_ON digitalLo(LED2_GPIO_PORT,LED2_PIN)
16
17 #define LED3_TOGGLE digitalToggle(LED3_GPIO_PORT,LED3_PIN)
18 #define LED3_OFF digitalHi(LED3_GPIO_PORT,LED3_PIN)
19 #define LED3_ON digitalLo(LED3_GPIO_PORT,LED3_PIN)
2021 /* 基本混色，后面高级用法使用 PWM 可混出全彩颜色,且效果更好 */
2223 //红 24 #define LED_RED \
25 LED1_ON;\
26 LED2_OFF;\
27 LED3_OFF
28
29 //绿
30 #define LED_GREEN \
31 LED1_OFF;\
32 LED2_ON;\
33 LED3_OFF
34
35 //蓝
36 #define LED_BLUE \
37 LED1_OFF;\
38 LED2_OFF;\
39 LED3_ON
40
41
42 //黄(红+绿)
43 #define LED_YELLOW \
44 LED1_ON;\
45 LED2_ON;\
46 LED3_OFF
这部分宏控制
LED
亮灭的操作是直接向
BSRR
寄存器写入控制指令来实现的，对 BSRRL 写
1
输出高电平，对
BSRRH
写
1
输出低电平，对
ODR
寄存器某位进行异或操作 可反转位的状态。
3、LED GPIO 初始化函数
1 /**
2 * @brief 初始化控制 LED 的 IO
3 * @param 无
4 * @retval 无
5 */
6 void LED_GPIO_Config(void)
7 {
8 /*定义一个 GPIO_InitTypeDef 类型的结构体*/
9 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
10
11 /*开启 LED 相关的 GPIO 外设时钟*/
12 RCC_AHB1PeriphClockCmd ( LED1_GPIO_CLK|
13 LED2_GPIO_CLK|
14 LED3_GPIO_CLK|
15 LED4_GPIO_CLK,
16 ENABLE);
17
18 /*选择要控制的 GPIO 引脚*/
19 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_PIN;
20
21 /*设置引脚模式为输出模式*/
22 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
23
24 /*设置引脚的输出类型为推挽输出*/
25 GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
26
27 /*设置引脚为上拉模式*/
28 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
29
30 /*设置引脚速率为 2MHz */
31 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
32
33 /*调用库函数，使用上面配置的 GPIO_InitStructure 初始化 GPIO*/
34 GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
35
36 /*选择要控制的 GPIO 引脚*/
37 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_PIN;
38 GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
39
40 /*选择要控制的 GPIO 引脚*/
41 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED3_PIN;
42 GPIO_Init(LED3_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
43
44 /*选择要控制的 GPIO 引脚*/
45 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED4_PIN;
46 GPIO_Init(LED4_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
47
48 /*关闭 RGB 灯*/
49 LED_RGBOFF;
50 }
推挽模式跟开漏模式的区别：
置推挽模式,只能是输出模式,而输出高低电平的驱动电流都很大；
而开漏模式,即可作为输出,也可作为输入。
上拉就是把电位拉高，比如拉到Vcc；下拉就是把电压拉低，比如拉到GND；浮空输入，相当于该引脚接了高电平，引脚不建议悬空，易受干扰。
(1)
使用
GPIO_InitTypeDef
定义
GPIO
初始化结构体变量，以便下面用于存储
GPIO
配置。
(2)
调用库函数
RCC_AHB1PeriphClockCmd
来使能
LED
灯的
GPIO
端口时钟
(3)
向
GPIO 初始化结构体赋值，把引脚初始化成推挽输出模式，其中的 GPIO_Pin 使用宏“LEDx_PIN”来赋值，使函数的实现方便移植。
(4)使用以上初始化结构体的配置，调用 GPIO_Init
函数向寄存器写入参数，完成
GPIO
的 初始化
(5)
使用同样的初始化结构体，只修改控制的引脚和端口，初始化其它
LED
灯使用的 GPIO 引脚
(6)
使用宏控制
RGB
灯默认关闭，
LED4
指示灯默认开启。
4、主函数
1 #include "stm32f4xx.h"
2 #include "./led/bsp_led.h"
3
4 void Delay(__IO u32 nCount);
5
6 /**
7 * @brief 主函数
8 * @param 无
9 * @retval 无
10 */
11 int main(void)
12 {
13 /* LED 端口初始化 */
14 LED_GPIO_Config();
15
16 /* 控制 LED 灯 */
17 while (1) {
18 LED1( ON ); // 亮
19 Delay(0xFFFFFF);
20 LED1( OFF ); // 灭
21
22 LED2( ON ); // 亮
23 Delay(0xFFFFFF);
24 LED2( OFF ); // 灭
25
26 LED3( ON ); // 亮
27 Delay(0xFFFFFF);
28 LED3( OFF ); // 灭
29
30 /*轮流显示 红绿蓝黄紫青白 颜色*/
31 LED_RED;
32 Delay(0xFFFFFF);
33
34 LED_GREEN;
35 Delay(0xFFFFFF);
36
37 LED_BLUE;
38 Delay(0xFFFFFF);
39
40 LED_YELLOW;
41 Delay(0xFFFFFF);
42
43 LED_PURPLE;
44 Delay(0xFFFFFF);
45
46 LED_CYAN;
47 Delay(0xFFFFFF);
48
49 LED_WHITE;
50 Delay(0xFFFFFF);
51
52 LED_RGBOFF;
53 Delay(0xFFFFFF);
54 }
55 }
56
57 void Delay(__IO uint32_t nCount) //简单的延时函数
58 {
59 for (; nCount != 0; nCount--);
60 }
在
main
函数中，调用我们前面定义的
LED_GPIO_Config
初始化好
LED
的控制引脚， 然后直接调用各种控制 LED
灯亮灭的宏来实现
LED
灯的控制。
以上，就是一个使用 STM32 标准软件库开发应用的流程。
附加
#ifndef __LED_H #define __LED_H
//是为了避免重复定义头文件
自定义的头文件需要添加到路径里
|