STM32汇编语言点亮led灯

STM32汇编语言点亮led灯

首先，这篇blog的主要内容是在C语言中调用汇编语言写的函数。即在我们常用的标准库函数工程中，对外设（这里指led）使用汇编语言完成相关的寄存器配置和控制。

一、背景

课程的需要：微机原理课程设计中，需要使用汇编语言/部分汇编语言进行课程设计的开发。

网上资料的稀缺：汇编相对于高级语言，更加偏向底层，编写代码的效率很低，资料较少，stm32汇编语言与教科书上8086汇编有一些差别，资料更加少。以下引用的例子是网上比较常见的关于stm32使用汇编点亮led灯的教程。

STM32用汇编点亮LED灯

基于 MDK 创建 STM32 汇编程序：串口输出 Hello world

虽然上面两个例子给出了点亮led/串口输出的功能代码，但对其原理方面的描述不是很清晰。

二、预备知识

在keil5中，按F1便可调出ARM内核的工具书，里面包含了ARM内核汇编的指导，如下图所示：

stm32相关的汇编相关的汇编指令

三、STM32中汇编与C语言的调用

常用的两种函数相互调用方式是在C语言中调用汇编函数，在汇编语言中调用C函数。这里仅仅是函数的调用，调用指.c文件调用.s文件中的函数，.s文件调用.c文件中的函数，嵌入代码块与这两种不同。（附：C语言中嵌入汇编代码块）

两种调用方式的具体实现教程可以查阅下面的博客：

两种函数调用方式

四、STM32汇编语言点亮led灯

在C语言中，我们点亮led灯首先需要对led灯对应引脚进行配置，即void LED_INIT(void)，对led进行开关，即void LED_ON(void)和void LED_OFF(void)。然后我们就可以在main函数中调用这些函数，实现对led的控制。

现在我们的目标是，对void LED_INIT(void)，void LED_ON(void)和void LED_OFF(void)这三个函数用汇编语言编写，这三个函数位于led.s中，在main.c文件中被main函数调用。

实验平台：stm32f103c8t6、MDK5.28

led引脚：C14、C15

4.1汇编语言实现LED相关配置

1. 查阅数据手册使能相关的外设时钟和端口C，由下图我们可以得到

端口C的基地址是0x4001 1000，再由上图我们可以知道AHB系统总线通过桥接1和桥接2连接到了APB2和APB1总线，而AHB总线包含RCC时钟控制，GPIOC是属于APB2的，因此我们可以找到时钟使能寄存器的地址即复位和时钟控制RCC的地址是从0x4002 1000开始。

通过查阅数据手册，如上图 所示我们可以知道APB2外设时钟使能寄存器的地址为RCC时钟的地址为+0x18，即RCC_APB2ENR= 0x40021018。找到APB2外设时钟使能寄存器的地址后，需要对其进行赋值，根据参考手册里面描述，第四位为端口C的时钟使能位。因此将第四位赋为1便可以使能端口C的时钟。即0001 0000，对于0x10。

使能外设时钟的代码如下：

LDR R0,=RCC_APB2ENR;LDR是把地址装载到寄存器中(比如R0)。  
ORR R0,R0,#0x10 ;按位或ORR R0,R1,R2; R0=R1 | R2  
LDR R1,=RCC_APB2ENR;R1存了RCC_APB2ENR的地址  
STR R0,[R1];使能端口C的时钟  

2.接下来配置PC14、PC15为通用输出。

控制LED需要输出高电平或是低电平，所以需要配置为输出。由于STM32的每个IO都需要4个位来配置，所以一个32位的寄存器最大只能配置8个IO（32位的单片机的寄存器就是32位的）。STM32中，用端口配置低寄存器（GPIOx_CRL）来配置引脚Px0-Px7, 用端口配置高寄存器（GPIOx_CRH）来配置引脚Px8-Px15。

配置引脚PC14，PC15使用的寄存器是GPIOC_CRH。下面我们来寻找这个寄存器的地址。

从上图中，我们可以推得到端口C的配置高寄存器为端口C的基地址是0x40011000+0x04即0x40011004 ，即GPIOC_CRH=0x40011004。PC15、PC14对应位31:28，接下来对该寄存器赋值。

复位值是0x4444 4444，并不是0x0000 0000。所谓的复位值，就是指如果没有操作这个寄存器时，寄存器存放的默认值。复位值按位拆分0x4 = 0b0100，0x表示16进制，0b表示二进制，也就是默认CNF 01，MODE 00,是浮空输入。

我们需要的是输出高低电平，所以要设置为输出。输出模式设置为推挽输出，速度为50MHZ。那么PC15、PC14所对应的位31:28应赋值为：0011 0011。

代码如下：

;设置pc14、pc15
LDR R0,=GPIOC_CRH
BIC R0,R0,#0xffffffff ;R0清零
ORR R0,#0x33000000
LDR R1,=GPIOC_CRH
STR R0,[R1]

0x33000000也代表是0011 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000。

这里对GPIOC_CRH寄存器进行赋值时可能会改变其他位，进而修改到其他引脚的配置，因此尽可能只改变相应的位，不改变其他位。

2.接下来设置PC14、PC15的初始电平状态。（端口输出数据寄存器）

中文数据手册有一个小小的BUG，0x0C写成了0Ch，如上图所示，可以参考英文原版。得知地址的偏移是0x0C，所以引脚PC15的端口输出数据寄存器的地址就是GPIOC_ODR =0x4001 100C。对 位15 置 1 ,引脚PC15便可以输出高电平。如下代码所示：

LDR R1,=GPIOC_ODR 
LDR R0,[R1] ;加载GPIOC_ODR寄存器的值
MOV R1,#~(1<<15) 
AND R0,R0,R1 
LDR R1,=GPIOC_ODR 
STR R0,[R1] 

因为修改GPIOC_ODR寄存器的值可能会修改到其他位，进而改变其他引脚的电平，因此尽可能只改变相应的位，不修改其他位。这里使用#~(1<<15)与R0进行与操作，保证只对 位15 进行操作将 位15 置0，输出低电平。

对C14进行重复操作，这时候是#~(1<<14)

这样就完成了对C14、C15的初始化。即完成了LED_INIT函数

4.2 LED_ON、LED_OFF函数

以PC15为例：

LED3_ON;亮灯
            PUSH {R0,R1, LR}    
            LDR R1,=GPIOC_ODR
            LDR R0,[R1];加载GPIOC_ODR寄存器的值
            MOV R1,#~(1<<15)
            AND R0,R0,R1
            LDR R1,=GPIOC_ODR
            STR R0,[R1]
            POP {R0,R1,PC}

具体是#~(1<<15)还是#(1<<15)需要查看电路的解法，是高电平亮还是低电平亮。

LED3_OFF;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                LDR R1,=GPIOC_ODR
				LDR R0,[R1]
				MOV R1,#(1<<15)
                ORR R0,R0,R1
                LDR R1,=GPIOC_ODR
                STR R0,[R1]
                POP {R0,R1,PC}  

4.3 在C中调用汇编语言

在.c文件中声明函数

extern void LED_INIT(void);
extern void LED3_ON(void);
extern void LED3_OFF(void);

然后像正常函数那样调用就可以了。

五、总结

stm32汇编跟8086汇编有些不同，使用stm32汇编进行代码逻辑编写确实有些难度，可以使用stm32汇编进行底层代码的编写，底层涉及到的是寄存器，也就是这篇文章所讲的内容。

代码工程附在最下面。实现的功能是将PS2遥控手柄的数据通过串口发送给上位机。因此可以当做3个模块进行学习：汇编实现LED底层，PS2游戏手柄操控，汇编实现串口底层。

本教程的代码仓库：(路径：user/led.s)

STM32汇编语言点亮led灯

拓展资料：

纯汇编实现led、LCD、串口、按键的代码工程

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