正点原子STM32F103学习笔记（三）——跑马灯

跑马灯实验

库函数

基础知识

• 库函数控制IO口输出高低电平
• 头文件：stm32f10x_gpio.h
  源文件：stm32f10x_gpio.c
• FWLIB下"misc.c"、“stm32f10x_gpio.c”、“stm32f10x_rcc.c”(涉及到时钟)每个程序必须用到
• 新建"HARDWARE"文件夹，内包含"led.c"，包含LED初始化相关代码

重要函数

1个初始化函数：

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
//对IO口模式（输出速度、上下拉）设置

//第一个参数，七个寄存器，选中某一个IO口，GPIOx有效性为GPIOA-GPIOG
typedef struct
{
  __IO uint32_t CRL;
  __IO uint32_t CRH;
  __IO uint32_t IDR;
  __IO uint32_t ODR;
  __IO uint32_t BSRR;
  __IO uint32_t BRR;
  __IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;

//第二个参数，对相关参数初始化
typedef struct
{
  uint16_t GPIO_Pin;
  //确定是这一组GPIO下哪个IO口，有效性
  //GPIO_Pin_0
  //GPIO_Pin_1
  //GPIO_Pin_2
  //...
  //GPIO_Pin_15
  //GPIO_Pin_All
  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
  //确定速度，有效性
  //GPIO_Speed_10MHz = 1
  //GPIO_Speed_2MHz
  //GPIO_Speed_50MHz
  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
  //确定模式,有效性 
  //GPIO_Mode_AIN = 0x0
  //GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04
  //GPIO_Mode_IPD = 0x28
  //GPIO_Mode_IPU = 0x48
  //GPIO_Mode_Out_OD = 0x14
  //GPIO_Mode_Out_PP = 0x10 //推挽输出
  //GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C
  //GPIO_Mode_AF_PP = 0x18
}GPIO_InitTypeDef;

初始化样例：

GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; 
//LED0-->PB.5 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  
//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
//IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  
//根据设定参数初始化GPIOB.5

2个读取输入电平函数：

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
//读取某组GPIO输入电平。实际操作是GPIOx_IDR寄存器

2个读取输出电平函数：

uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

4个设置输出电平函数：

//常用前两个
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); 
//输出高，操作BSRR寄存器
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
//输出低，操作BRR寄存器第十六位
void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

写跑马灯实验

步骤

1. 使能IO口时钟，开启外设

   //在stm32f10x_rcc.c中，有多个外设时钟使能函数
   void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
   /*RCC_APB2Periph有效性
   RCC_APB2Periph_GPIOA
   RCC_APB2Periph_GPIOB
   RCC_APB2Periph_GPIOC
   RCC_APB2Periph_GPIOD
   RCC_APB2Periph_GPIOE
   RCC_APB2Periph_GPIOF
   RCC_APB2Periph_GPIOG
   */
   /*NewState有效的
   DISABLE和ENABLE
   */
   void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);
   

2. 初始化IO口模式。调用函数

   GPIO_Init();
   

3. 操作IO口，输出高低电平。

   GPIO_SetBits();
   GPIO_ResetBits();
   

实操

1. 新建HARDWARE文件夹，其中包含LED文件夹，LED文件夹内添加led.h,led.c文件
2. Manage Project Items在HARDWARE中添加led.c
3. 魔术棒中添加C/C++ 中Include Paths 中增加led.h所在文件夹
4. led.h中头文件写函数声明和宏定义

   #ifndef __LED_H
   #define __LED_H
   void LED_Init(void);
   #endif
   

5. led.c文件,写函数体

   #include "LED.h"
   #include "stm32f10x.h"
   //使用固件库相关函数都要调用
   
   void LED_Init(void)
   {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
   //定义结构体
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);  
   //使能GPIOB时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);
   //使能GPIOE时钟
    //也可将前两句写成
    //RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB||RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; 
   //推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); 
   //GPIOB初始化
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); 
   //一开始输出高电平，灯熄灭
    
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; 
   //推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure); 
   //GPIOE初始化
    GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); 
    }
   

6. main.c

   #include "stm32f10x.h" //用到gpio函数操作，所以引用顶层头文件
   #include "LED.h"
   #include "delay.h"
   
   int main(void)
   {
    delay_init(); //调用延时函数前先初始化
    LED_Init();
    
    while(1)
    {
    	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); 
    	GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); 
    	delay_ms(500);
    		
    	GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); 
    	GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); 
    	delay_ms(500);
    }
   }
   

寄存器

步骤

1. 使能IO口时钟。配置寄存器RCC_APB2ENR。
   寄存器定义在stm32f10x.h中
2. 初始化IO口模式。配置寄存器GPIOx_CRH/CRL
3. 操作IO口，输出高低电平。配置寄存器GPIOX_ODR或者BSRR/BRR。

实操

1. 新建HARDWARE文件夹，其中包含LED文件夹，LED文件夹内添加led.h,led.c文件
2. Manage Project Items在HARDWARE中添加led.c
3. 魔术棒中添加C/C++ 中Include Paths 中增加led.h所在文件夹
4. led.h中头文件写函数声明和宏定义

   #ifndef __LED_H
   #define __LED_H
   void LED_Init(void);
   #endif
   

5. led.c文件,写函数体

   #include "LED.h"
   #include "stm32f10x.h"
   
   void LED_Init(void)
   {
    //是能时钟
    RCC->APB2ENR|=1<<3;  //使能GPIOB,1左移三位，即只使得第三位为1，其他位不变
    RCC->APB2ENR|=1<<6;  //使能GPIOE
   
    //GPIOB.5 50MHz，推挽输出
    GPIOB->CRL&=0xFF0FFFFF; //第六个F配置GPIOB.5,清零对应位
    GPIOB->CRL|=0x00300000; //或运算不改变0位，将对应四位设置为0011
    GPIOB->ODR|=1<<5; //相当于...100000,第六位变成1
    
    //GPIOE.5
    GPIOE->CRL&=0xFF0FFFFF; //第六个F配置GPIOB.5,清零对应位
    GPIOE->CRL|=0x00300000; //或运算不改变0位，将对应四位设置为0011
    GPIOB->ODR|=1<<5;
   
   }
   

6. main.c

   #include "stm32f10x.h"
   #include "delay.h"
   #include "LED.h"
   
   int main(void)
   {
    delay_init();
    LED_Init();
    
    while(1)
    {
   GPIOB->ODR|=1<<5;
   GPIOE->ODR|=1<<5;
   delay_ms(500);
    GPIOB->ODR=~(1<<5);  //...11011111
    GPIOE->ODR=~(1<<5);
   delay_ms(500);
    }
   }
   

位操作

位操作原理：

把每个比特膨胀为一个32位的字，当访问这些字的时候就达到了访问比特的目的，比如说BSRR寄存器有32个位，那么可以映射到32个地址上，我们去访问（读-改-写）这32个地址就达到访问32个比特的目的。

哪些区域支持位操作：

其中一个是 SRAM 区的最低 1MB 范围，0x20000000 ‐ 0x200FFFFF（SRAM 区中的最低 1MB）
第二个则是片内外设区的最低 1MB范围，0x40000000 ‐ 0x400FFFFF（片上外设区中最低 1MB）

一个bit膨胀为32位的地址，所以1M->32M

// sys.h头文件中包含了位操作的封装
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //输入 

#define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //输入

#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //输入

#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //输出 
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //输入

PAout()等控制ODR寄存器
PAin()等控制IDR寄存器

步骤

1. 使能IO口时钟。调用函数RCC_APB2PeriphColckCmd();
2. 初始化IO口模式。调用函数GPIO_Init();
3. 操作IO口，输出高低电平。使用位带操作。

实操

main.c

#include "STM32F10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"

int main(void)
{
   delay_init();
   LED_Init();

   while(1)
   {
      PBout(5)=1;
      PEout(5)=1;
      delay_ms(300);

      PBout(5)=0;
      PEout(5)=0;
      delay_ms(300);
   }
}