初见STM32(一)：点亮LED之寄存器操作
初见STM32(一)：点亮LED之寄存器操作
这是STM32学习笔记的第一篇
在经过学习51的一段时间之后，现在要开始接触更为高级的单片机——STM32。作为拿到板子后的初见学习笔记，这几篇会倾向于从51过渡到32，且会啰嗦一点。
开始学习之前，你手上需要准备好以下三样物品：STM32单片机、STM32原理图、STM32的中文参考手册。
需要文件的同学可以在文末处的链接下载
我使用的板子是STM32F103ZET6正点原子精英版
毋庸置疑，作为一个学习单片机的初学者，在拿到板子后要学的第一件事情，那肯定是想尽方法，使用各种骚操作点亮板子上的LED灯，那么现在，就让我们开始吧。
一、STM32的系统构架
首先我们要知道，STM32是一款外设特别多的单片机，它有一条系统总线，在总线下面挂载两座桥，，桥下面又有一些外设，具体如图：
可以看到，在51学到的I/O口，在32中就挂载在APB2下面，我们要做的就是进入APB2，操作LED对应的GPIO，来点亮我们的LED。
这里可能有人会有疑问，为什么51单片机不需要设置总线，就可以直接操作GPIO，而32需要进入这不知道什么鬼的总线，再进入不知道什么鬼的APB2，才能进行操作？
（因为我也是在学习当中，所以我只能尽我所能地，简单地解释一下，有错误就指出来啊)
原因如下：STM32有一个特点，就是有特别多的引脚，从而可以搭载特别多的外设，外设多的原因，使得它工作耗能多，因此通过将不同的外设划分开来，在需要时再进入对应的区域，这样能减少单片机的耗能，因此在操作前，我们都需要“进入”这样一个操作，我们也称之为 使能时钟。
二、GPIO的具体操作
在了解了STM32的基础架构后，我们就可以开始操作GPIO来点亮我们的灯啦！
我们要做的就是：
- 查看LED的硬件连接图；
- 进入挂载着GPIO的APB2，也就是使能它；
- 配置GPIO的模式；
- 控制对应端口引脚的电平；
- 下载程序调试。
第2步到第4步，我们又称之为初始化，在这里就是LED的初始化啦。
现在开始我们的表演。
- 第一步：查看原理图
我的板子上的LED，有两个，分别是LED0–连接PB5，LED1–连接PE5，并且接的是上拉电阻，默认高电平。
- 第二步：使能APB2下对应的GPIO时钟
问题来了，我们要怎么使能它？
翻开中文参考手册7.3.7小节，找到时钟使能寄存器RCC，再找到APB2外设时钟使能寄存器，如图：
可以看到在低16位里，有GPIO对应的A~E端口使能位，我需要使能GPIOB和GPIOE，也就是位3和位6置1。
对应代码为：
RCC->APB2ENR |= 0x0008; 位3置1
RCC->APB2ENR |= 0x0020; 位6置1
- 第三步：配置I/O模式
I/O模式？这又是什么东西？之前学51没学过呀？没关系，我们一起来学。
翻开中文参考手册8.1.7和8.1.8小节，我们可以查看GPIO的输入输出配置。
再翻到8.2.1小节，查看对应的配置寄存器，因为我配置的都是Pin5，属于低十六位，所以选择配置低寄存器CRL就可以，如图：
在寄存器中，四个位为一个字节，一个字节为一个引脚。
那么Pin5就是第20~23位。
我们简单地设置一下，选择PB5和PE5为通用推挽输出，最大速度50Mhz。
也就是位23、位22为00，位21、位20为11。换算十六进制就是3。
对应代码为：
设置PB5
GPIOB->CRL &= 0xff0fffff; 先清零对应的字节位
GPIOB->CRL |= 0x00300000; 设置通用推挽输出，最大速度50Mhz
设置PE5
GPIOE->CRL &= 0xff0fffff;
GPIOE->CRL |= 0x00300000;
这里会有两个疑问：为什么赋值使用&=还有 |=？为什么要先清零再赋值？
在单片机的程序编写中，赋值会经常使用与运算和或运算，这是因为我们不能直接对寄存器进行按位编写，只能直接给寄存器赋值，为了在赋值的时候，保护其他位的数据，我们会使用与运算和或运算。
而与运算会经常使用在清零当中，通常我们会使用0xff0fffff这样含有0和f的值来与运算，从而达到与运算后，对应位清零，其他位不变的操作。
而或运算经常使用在除了清零以外的赋值当中，通常我们会使用0x00300000这样的值来或运算运算，从而达到或运算后，对应位赋值，其他位不变的操作。
而在赋值之前，我们会先清零，这是因为如果不清零，单片机可能会保存上次遗留下来的值，从而在程序启动时影响到其他位，所以我们会习惯性地进行清零。
- 第四步：配置电平，点亮LED
因为我的LED默认高电平，也就是说我只要给一个低电平，那么就可以点亮它了，那么问题又来了，怎么操作寄存器来给一个低电平呢？
翻开中文参考手册8.2.4到8.2.6小节，发现有输出数据寄存器ODR、设置/清除寄存器BSRR和清除寄存器BRR。
那就意味着我们有两种装逼点灯的方法，分别是 ①直接操控ODR给予高低电平，或者是 ②BSRR给高电平，BRR给低电平。
两种的对应代码分别如下：
①
GPIOB->ODR |= 0x0020; PB5 低电平
GPIOE->ODR |= 0x0020; PE5 低电平
②
GPIOB->BRR |= 0x0020;
GPIOE->BRR |= 0x0020;
在手册中，我们可以看到，其中BSRR和BRR最后操作的也是ODR，所以一般直接操控ODR寄存器就可以了。
- 最后一步：
开始装逼下载程序调试
三、小结
至此，我们成功地点亮了手中那小小但意义非凡的灯，学习单片机，最难的就莫过于点亮LED。点亮LED，点亮你我未来（滑稽脸）。
再复习一下怎么点亮LED：
- 使能对应GPIO的时钟；
- 初始化对应GPIO，配置模式速度；
- 给予高or低电平。
小结一下：
- 我们虽然学习的只是把灯点亮，但事实上我们已经是在操作GPIO的输入输出了，这意味着你已经学会GPIO的基本操作了；
- 通过使用寄存器来点亮LED，我们学会了翻手册查询如何操作寄存器，如何赋值清零。
ps：在代码中出现了譬如GPIOE->ODR这样的许多代码，这些具体会在以后的笔记展开。
精英版STM32原理图、STM32中文参考手册下载链接：
STM32中文参考手册及精英版原理图
最后的最后：有错误一定要帮我指出，谢谢 :）
一起加油。