STM32 HAL库编程(1)——使用STM32CUBEMX新建工程、LED闪烁测试、定时器中断

STM32 HAL库编程(1)——使用STM32CUBEMX新建工程、LED闪烁测试、定时器中断

本篇文章将讲解如何使用STM32CUBEMX新建一个工程，并点亮LED灯。 需要的软硬件有： STM32开发板；jlink或stlink下载器；KEIL5；STM32CUBEMX。

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前言

• ST公司推荐使用HAL库编程，最新的STM32F7、H7系列仅有HAL库，无官方出的库函数版本。
• HAL库的意义在于，通过在硬件层和应用层之间添加一层，称为HAL层，让STM32不同系列的芯片变得更加统一。在以前，STM32F1系列和F4系列，寄存器不统一、库函数也有一些区别，导致开发了F1的芯片，想转移到其他芯片的时候就很麻烦，因此使用了同一个HAL库编程。步进如此，还可以使用STM32CUBEMX程序初始化时钟和外设，方便了开发。
• 同样地，HAL库也有一些缺点，因为增加了一层，导致指令更多，从而运行速度有所降低。在一些对时速严格要求地地方，可以使用寄存器进行编程。
• 本篇文章将讲解如何使用STM32CUBEMX新建一个工程，并点亮LED灯。需要的软硬件有：
  STM32开发板；jlink或stlink下载器；KEIL5；STM32CUBEMX。
  

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一、使用CUBEMX新建工程

1.选择芯片

芯片的选择依照所使用的STM32开发板或和核心板。本篇使用的是最简单的STM32F103C8T6核心板，引脚全部引出。

2.选择烧录（debug）方式

在这里我们选择常用的Serial Wire的Debug方式。

3.设置时钟

首先设置高速和低速时钟的时钟源，由于所使用的开发板上包含了外部的高速8MHz晶振和低速32KHz晶振，因此这里选择外部时钟。

然后在Clock Configuration中设置时钟的时钟的线路和倍频分配，有外部晶振按照图中所示设置即可。

4.配置外设：设置LED引脚

查看开发板上LED的引脚为PC13，设置PC13为输出模式(GPIO_OUTPUT)，并起标签为LED，方便后续代码编写。

5. 最后工作

最后就是输出前的工作了，设置工程名、开发IDE选择MDK，即使用KEIL5开发。

其次勾选“只生成需要文件”和“单独生成.c文件”，减少工程大小和编译时间，并方便开发。

二、代码讲解

点击右上方的生成代码后，打开工程，得到如下图所示的工程目录。

三、LED闪烁代码

1. 引脚操作的几个函数

HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, 0);			// 写引脚为低电平
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, 1);			// 写引脚为高电平
HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);				// 反转该引脚
uint8_t res = HAL_GPIO_ReadPin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);	// 读取该引脚是高电平还是低电平
HAL_Delay(1000);			// 延时函数，单位ms

• 引脚的操作无非就是写引脚，和读引脚。对于STM32中，引脚分为PORT和PIN。PORT是指GPIOA、GPIOB等引脚集；PIN为引脚号，为0-15中的某一个。
• LED_GPIO_Port和LED_Pin其实就是表示GPIOC-13，因为我们设置了LED的标签，所以可以用这个

2. LED闪烁的代码

在while函数中编写两行代码，实现LED的闪烁

HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);				// 反转该引脚
HAL_Delay(1000);			// 延时函数，单位ms

四. 代码烧录

1. 配置下载器为jlink

在下载前，配置KEIL5的烧录方式为JLINK SW模式，并勾选“下载完成后自动reset并运行”。

2. 编译和烧录

成功后会有LED闪烁。

3. KEIL优化——代码自动提示

为方便函数编写，这里打开KEIL中的代码自动补全功能，如下图。

五. 福利——定时器中断

定时器作为单片机中的外设，具有重要意义。它可以让一些代码以固定的频率运行，例如每隔1s读取某传感器的数值，每100ms刷新一次屏幕等。只需要配置好定时器周期和中断，并将代码放置在中断函数中即可。

1. 选择定时器配置时钟，设置预分频和计数值。这里设置后，计数完成后是1s

定时器的周期计算：72MHz / 预分频数 / 计数值。设置预分频和计数值为7200-1和10000-1，即可得到更新周期为1s的定时器。
预分频和计数值需要减1的原因是，计数从0开始；另外由于预分频和计数值的位数为16位，最大值只能为65535。
预分频的作用：由于定时器的时钟频率为72MHz，即1s可以计数72M次，过高，使用预分频可以降低计数频率。这里设置预分频7200-1，则计数频率为10KHz，即1s钟会计数10 000次。
计数值的作用：计数值为设置定时器的计数上限，达到上限后更新计数值，重新计数。这里10 000-1，正好计数到1s后重新计数，则定时器的更新周期为1s。

2. 打开更新中断，并配置中断号

上面说定时器每个1s会更新，打开更新中断，就可以得到周期为1s的中断。

3. 代码介绍

4. 写一个LED闪烁的代码

HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);

注意把前面main函数的LED闪烁代码注释掉！

5. 在mian中添加定时器中断开始函数

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1);			// 启动定时器中断
//	HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim1);			// 关闭定时器中断

烧录之后观察代码LED的情况，一亮一灭的时间为2s，这是由于每隔1s让LED变化一次。

6. 总结

只要配置好的定时器TIM，就全部配置好了，只需要在合适的位置写代码，就可以以一定周期运行该部分的代码。
但注意在mian函数中要打开中断，对于其他中断也一样。加上一行函数就可以