Bootstrap

STM32F103C8实现流水灯设计（寄存器地址版）

文章目录

一、STM32F103C8T6简介

  • STM32F103C8T6是一款由意法半导体公司（ST）推出的基于Cortex-M3内核的32位微控制器，硬件采用LQFP48封装，属于ST公司微控制器中的STM32系列。
内核Cortex-M3
Flash64K x 8bit
SRAM20K x 8bit
GPIO37个GPIO，分别为PA0-PA15、PB0-PB15、PC13-PC15、PD0-PD1
ADC2个12bit ADC合计12路通道（外部通道：PA0到PA7+PB0到PB1，内部通道：）
Timers4个16bit定时器/计数器，分别为TIM1、TIM2、TM4 TM1带死区插入，常用于产生PWM控制电机
通信串口2IIC，2SPI，3USART，1CAN
  • 最小系统板

或许大家有经常听起过最小系统板这个词儿，那么什么是最小系统板呢？其实最小系统板就是一个最精简的电路，精简到只能维持MCU的最基本的正常工作。最小系统一般由外部复位电路、外部时钟电路以及MCU本体构成，除此之外没有其他诸如蓝牙、外置EEPROM、时钟芯片DS1302、SPI接口显示屏等外接设备。（注：STM32支持内部时钟和上电复位，但从传统意义上讲最小系统就是由外部复位电路、外部时钟电路以及MCU本体构成。）

STM32F103C8T6就是一块最小系统板。

STM32F103C8T6引脚图片

在这里插入图片描述

主要引脚接口

  1. PA0-PA15： 16个通用I/O引脚，可用于输入/输出、外部中断、模拟输入等。
  2. PB0-PB15： 16个通用I/O引脚，可用于输入/输出、外部中断、模拟输入等。
  3. PC13-PC15： 3个通用I/O引脚，可用于输入/输出、外部中断等。

注：IO表示输入输出，FT表示容忍电压可达5V，没有FT的只能达3.3V。

除了通用I/O引脚外，STM32F103C8T6还具有其他特殊功能引脚，如：

  1. PA9/PA10： USART1的TX/RX引脚。
  2. PA2/PA3： USART2的TX/RX引脚。
  3. PA0/PA1： UART4的TX/RX引脚。
  4. PB10/PB11： I2C2的SCL/SDA引脚。
  5. PA4-PA7， PB0-PB1： 用于ADC模数转换器的模拟输入引脚。
  6. VCC：C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压。
  7. VDD：D=device 表示器件的意思, 即器件内部的工作电压。
  8. VSS：S=series 表示公共连接的意思，通常指电路公共接地端电压。
  9. VEE：负电压供电;场效应管的源极(S)。
  10. VBAT：当使用电池或其他电源连接到VBAT脚上时，当VDD 断电时，可以保存备份寄存器的内容和维持RTC的功能。如果应用中没有使用外部电池，VBAT引脚应接到VDD引脚上。

二、地址映射和寄存器映射原理

1.地址映射

  1. M3存储器映射

存储器本身不具有地址信息，它的地址是由芯片厂商或用户分配，给存储器分配地址的过程就称为存储器映射，具体见图。如果给存储器再分配一个地址就叫存储器重映射。

在这里插入图片描述

2.寄存器映射

由上图可知，在存储器的区域单元中，每一个单元对应不同的功能，当我们控制这些单元时就可以驱动外设工作。我们可以找到每个单元的起始地址，然后通过 C 语言指针的操作方式来访问这些单元，如果每次都是通过这种地址的方式来访问，不仅不好记忆还容易出错，这时我们可以根据每个单元功能的不同，以功能为名给这个内存单元取一个别名，这个别名就是我们经常说的寄存器，这个给已分配好地址(通过存储器映射实现)的有特定功能的内存单元取别名的过程就叫寄存器映射。

三、GPIO端口初始化设置

  1. 时钟配置

    时钟控制名字叫RCC，属于AHB总线。GPIOA、GPIOB、GPIOC属于APB1。

在这里插入图片描述

  1. 输入输出模式

    • 输入模式

      浮空输入模式：浮空输入状态下，IO 的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。可做KEY按键识别。

      上下拉输入模式:内部设有上拉和下拉电阻，当外部电路为低电平，IO口设为下拉模式，当外部电路为低电平，IO口设为上拉模式。

      模拟输入：用作内部ADC输入或DAC输出，预防干扰。

    • 输出模式

      推挽输出模式：（最常用）

      开漏输出模式：（不常用）

      推挽、开漏复用模式：

  2. 最大速率设置

  3. GPIO初始化步骤

    • 使能GPIOx口的时钟
    • 指明GPIOx口的哪一位，这一位的速度大小以及模式
    • 调用GPIOx初始化函数进行初始化
    • 调用GPIO-SetBits函数，进行相应位的置位

四、LED流水灯设计

以 STM32最小系统核心板(STM32F103C8T6)+面板板+3只_（或更多）红绿蓝LED 搭建电路，使用GPIOA-4、GPIOB-9、GPIOC-15这3个端口控制LED灯，轮流闪烁，间隔时长1秒。

  • 配置时钟使能
  • 端口配置寄存器
  • 配置端口输出寄存器
  • 烧录程序
  • 运行

1. 配置时钟使能

（1）时钟地址：
在这里插入图片描述

（2）GPIO地址：

在这里插入图片描述

（3）所以外设时钟寄存器，偏移量为0x18，起始地址为0x4002 1000，即该寄存器地址为0x4002 1018。

在这里插入图片描述

（4）开启3个IO口的时钟需要将其置1。

在这里插入图片描述

#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)
 
// 打开时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<3);  // 打开 GPIOB 时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<4);  // 打开 GPIOC 时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<2);  // 打开 GPIOA 时钟

2.端口配置寄存器

  • 确定引脚

  • 端口配置低寄存器(CRL)

在这里插入图片描述

  • 端口配置高寄存器(CRH)

在这里插入图片描述

  • 相应端口配置器GPIOA_CRL地址为GPIOA的基地址+偏移量，将其设置为推挽输出，并设置最大速度为10MHz。

    对于GPIOA的A4、GPIOB的B9、GPIOC的C15设置如下：

signed int *)0x40010C04)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)
 
    GPIOB_CRH&= 0xffffff0f;	//设置位 清零	
	GPIOB_CRH|=0x00000020;  //PB9推挽输出，2MHz,将7、6、5、4位设置为0010
 
	GPIOC_CRH &= 0x0fffffff; //设置位 清零
	GPIOC_CRH|=0x30000000;//PC15推挽输出，50MHz,将31、30、29、28位设置为0011
 
	GPIOA_CRL &= 0xfff0ffff; //设置位 清零
	GPIOA_CRL|=0x00010000;//PA4推挽输出，10MHz,将19、18、17、16位设置为0001

3.配置端口输出寄存器

点亮LED需要输出低电平，地址的偏移是0x0C。默认就是0，高电压赋值为1。

在这里插入图片描述

对于GPIOA的A4、GPIOB的B9、GPIOC的C15设置如下：

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)
 
GPIOB_ODR &= ~(1<<9); //将GPIOB的9号引脚置为0  
GPIOC_ODR &= ~(1<<15); //将GPIOC的15号引脚置为0 
GPIOA_ODR &= ~(1<<4);  //将GPIOA的4号引脚置为0

4.C语言实现流水灯

（1）创建项目

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

（2）选择STM32F103C8开发板

  • 不勾选setup,只勾选core

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

（3）在source group里添加led.c（利用了GPIOA的A4、GPIOB的B9、GPIOC的C15）和驱动文件。并在魔法棒的output里生成hex文件。

在这里插入图片描述

 
#define GPIOB_BASE 0x40010C00
#define GPIOC_BASE 0x40011000
#define GPIOA_BASE 0x40010800
 
#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)
 
#define GPIOB_CRH (*(unsigned int *)0x40010C04)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)
 
#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)
	
 
 
void SystemInit(void);
void Delay_ms(volatile  unsigned  int);
void A_LED_LIGHT(void);
void B_LED_LIGHT(void);
void C_LED_LIGHT(void);
void Delay_ms( volatile  unsigned  int  t)
{
     unsigned  int  i;
     while(t--)
         for (i=0;i<800;i++);
}
 
void A_LED_LIGHT(){
	GPIOA_ODR=0x0<<4;		//PA4低电平
	GPIOB_ODR=0x1<<9;		//PB9高电平
	GPIOC_ODR=0x1<<15;		//PC15高电平
}
void B_LED_LIGHT(){
	GPIOA_ODR=0x1<<4;		//PA4高电平
	GPIOB_ODR=0x0<<9;		//PB9低电平
	GPIOC_ODR=0x1<<15;		//PC15高电平
}
void C_LED_LIGHT(){
	GPIOA_ODR=0x1<<4;		//PA4高电平
	GPIOB_ODR=0x1<<9;		//PB9高电平
	GPIOC_ODR=0x0<<15;		//PC15低电平	
}
 
int main(){
	int j=100;
	// 开启时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<3); // 开启 GPIOB 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<4); // 开启 GPIOC 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<2); // 开启 GPIOA 时钟
	
	
	// 设置 GPIO 为推挽输出
	GPIOB_CRH&= 0xffffff0f;	//设置位 清零		
	GPIOB_CRH|=0x00000020;  //PB9推挽输出
 
	GPIOC_CRH &= 0x0fffffff; //设置位 清零		
	GPIOC_CRH|=0x30000000;  //PC15推挽输出
 
 
	GPIOA_CRL &= 0xfff0ffff; //设置位 清零		
	GPIOA_CRL|=0x00010000; //PA4推挽输出
 
	// 3个LED初始化为不亮（即高点位）
	GPIOB_ODR |= (1<<9); 
	GPIOC_ODR |= (1<<15); 
	GPIOA_ODR |= (1<<4);  
	
	while(j){
		
		B_LED_LIGHT();
		Delay_ms(1000000);
 
		C_LED_LIGHT();
		Delay_ms(1000000);
 
		A_LED_LIGHT();
		Delay_ms(1000000);
	}
	
}
 
 
void SystemInit(){
	
}

5.Proteus仿真运行

电路图:

在这里插入图片描述

结果：

在这里插入图片描述

6.烧录

连接电路图：

在这里插入图片描述

烧录

先点击编译，然后点击烧录

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

烧录结果：

在这里插入图片描述

STM32最小系统核心板子出厂时已经焊接好了1个led灯（标注了PC13处），一般可通过此灯的点亮让编程者验证自己烧录的代码是否正常运行了。查阅最小版电路原理图和相关资料，将这个灯也用在流水灯中，重编新程序。

C语言程序（PA4、PB9、PC13）:

 
#define GPIOB_BASE 0x40010C00
#define GPIOC_BASE 0x40011000
#define GPIOA_BASE 0x40010800
 
#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)
 
#define GPIOB_CRH (*(unsigned int *)0x40010C04)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)
 
#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)
	
 
 
void SystemInit(void);
void Delay_ms(volatile  unsigned  int);
void A_LED_LIGHT(void);
void B_LED_LIGHT(void);
void C_LED_LIGHT(void);
void Delay_ms( volatile  unsigned  int  t)
{
     unsigned  int  i;
     while(t--)
         for (i=0;i<800;i++);
}
 
void A_LED_LIGHT(){
	GPIOA_ODR=0x0<<4;		//PA4低电平
	GPIOB_ODR=0x1<<9;		//PB9高电平
	GPIOC_ODR=0x1<<13;		//PC13高电平
}
void B_LED_LIGHT(){
	GPIOA_ODR=0x1<<4;		//PA4高电平
	GPIOB_ODR=0x0<<9;		//PB9低电平
	GPIOC_ODR=0x1<<13;		//PC13高电平
}
void C_LED_LIGHT(){
	GPIOA_ODR=0x1<<4;		//PA4高电平
	GPIOB_ODR=0x1<<9;		//PB9高电平
	GPIOC_ODR=0x0<<13;		//PC13低电平	
}
 
int main(){
	int j=100;
	// 开启时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<3); // 开启 GPIOB 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<4); // 开启 GPIOC 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<2); // 开启 GPIOA 时钟
	
	
	// 设置 GPIO 为推挽输出
	GPIOB_CRH&= 0xffffff0f;	//设置位 清零		
	GPIOB_CRH|=0x00000020;  //PB9推挽输出
 
	GPIOC_CRH &= 0xff0fffff; //设置位 清零		
	GPIOC_CRH|=0x00300000;  //PC13推挽输出
 
 
	GPIOA_CRL &= 0xfff0ffff; //设置位 清零		
	GPIOA_CRL|=0x00010000; //PA4推挽输出
 
	// 3个LED初始化为不亮（即高点位）
	GPIOB_ODR |= (1<<9); 
	GPIOC_ODR |= (1<<13); 
	GPIOA_ODR |= (1<<4);  
	
	while(j){
		
		B_LED_LIGHT();
		Delay_ms(2000);//单片机上2000    100
 
		C_LED_LIGHT();
		Delay_ms(3000);//单片机上3000    200
 
		A_LED_LIGHT();
		Delay_ms(3000);//单片机上3000    200
	}
	
}
 
 
void SystemInit(){
	
}

烧录结果：

在这里插入图片描述

五、总结

第一次接触到用STM32来设计流水灯，了解到了怎样用寄存器映射来编写C语言代码并且在开发板上如何连接来点亮led流水灯。

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

最新收录
Java毕业设计-基于Springboot框架的雪具销售系统项目实战(附源码+论文)
常用Linux命令
QQ取色器功能
github上成员贡献量_在GitHub上为开源项目做贡献
互联网大厂也乘帆出海，出海不再是新鲜事
ActiViz中的样条曲线Spline
Nginx代理websocket配置(解决websocket异常断开连接tcp连接不断问题)
【学习笔记】软件架构与需求分析方法
Transformers实战03-PEFT库使用LORA方法微调。
js常用正则表达式 匹配多个汉字、数字、英文、所有字符（附带Layui中form的表单验证）
;