C语言和汇编实现STM32F103点亮LED
目录
- 一、芯片准备
-
- 1）芯片选取STM32F103C8T6
- 2)点亮流水灯原理
- 二、C语言点亮
-
- 1）keil创建项目及配置
- 2）配置环境
- 3）魔法棒配置
- 4）编译
- 5）最后成功结果
- 三、汇编点亮
- 四、总结
- 五、参考链接
- 六、需要的软件
一、芯片准备
1）芯片选取STM32F103C8T6
材料：STM32最小系统核心板(STM32F103C8T6)+面包板+3只红绿黄LED 搭建电路，使用GPIOB、GPIOC、GPIOD这3个端口控制LED灯（最高时钟2Mhz），轮流闪烁，间隔时长1.34s（这里的间隔时长是实验所得）。
STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64KB，需要电压2V~3.6V，工作温度为-40°C ~ 85°C。
2)点亮流水灯原理
寄存器可以存储数据，指令，也可以担任一些特定的功能，stm32板子里由很多寄存器，如果想实现流水灯操作，就需要对相应的引脚进行操作，想对引脚进行操作，就需要对相应的引脚进行时钟使能配置、端口配置（高或低）寄存器配置、端口输出寄存器配置。
1.因为流水灯要操作的引脚都是在GPIO端口的，所以根据系统结构图，属于AHB总线，所以所要用的端口的复位和时间控制都受RCC控制。
2.再看寄存器组起始地址表，可以看到RCC的地址范围，且可以看到要控制的寄存器（我的板子上只有ABC三种）都是在APB2总线。
3.跳到这里，就是外设时钟使能寄存器，，偏移量为0x18，而在前面一个表可以看到起始地址为0x4002 1000，偏移量为0x18，所以该寄存器的地址为0x4002 1018
4.图中圈处理就是该寄存器里各位的含义，比如第三位也就是2那个位置为1时，就是GPIOA的时钟开启了。这时我们就可以用代码表达出来了，以PA7引脚为例：
#define RCC_AP2ENR *((unsigned volatile int*)0x40021018) #时钟使能寄存器
RCC_AP2ENR|=1<<2; //开启APB2-GPIOA外设时钟使能
5.接下来就是配置端口配置寄存器了，可以发现上面的时钟使能寄存器开启时钟是针对一个区域的，并不能确定引脚，而这个寄存器就是确定引脚的，端口配置寄存器有两个，分别为端口配置低寄存器（CRL）和端口配置高寄存器（CRH），每四位配置一个端口，如11 、01，11就是选择开启功能，01就是选择模式和确定最大速度，但有一点不一样，低寄存器的偏移地址为0x00，高寄存器的偏移地址为0x04。
低寄存器：
高寄存器：
6.以PA7为示例，相应端口配置器GPIOA_CRL地址为GPIOA的基址+上偏移量，为0x40010800，而这个端口要开启，所以要使对应位为相应的值，我这里是0x20000000，设置推挽输出并设置最大速度为2Mhz，下面为相应代码：
#define GPIOA_CRL *((unsigned volatile int*)0x40010800)
GPIOA_CRL=0x20000000; //PA7推挽输出，2Mhz
7.接下来就是配置端口输出寄存器（ORD），可以看到偏移量为0xc，所以该寄存器的地址等于端口的基址加上偏移量，在相应的位赋值可以控制输出电压，0为低电压，1为高电压，以PA7引脚为例子，想要输出高电压，就需要在第八位赋1。
代码如下：
#define GPIOA_ORD *((unsigned volatile int*)0x4001080C)
GPIOA_ORD|=1<<7; //设置初始灯为亮
8.这里就可以控制led亮或者灭了，实现流水灯只需增加灯的数量和增加一些延时就行了。
二、C语言点亮
1）keil创建项目及配置
1.打开keil，Project->new μVision Project：
2、设置项目工程的路径和名称，点击保存
2）配置环境
1、设置工程的目标环境，本实验基于STM32F103C8T6，因此在弹出的窗口选择相应的选项，这里没有STM32F103C8T6，所以选择STM32F103C8，点击保存即可：
2、ARM的CMSIS已经把开发所需要的软件组件都封装好了，因此直接选择即可：
3、鼠标右键单击Source Group 1，具体如下图所示：
最后add，创建文件完成！
4.将代码粘贴进.c文件里：
//--------------APB2使能时钟寄存器------------------------
#define RCC_AP2ENR *((unsigned volatile int*)0x40021018)
//----------------GPIOA配置寄存器 ------------------------
#define GPIOA_CRL *((unsigned volatile int*)0x40010800)
#define GPIOA_ORD *((unsigned volatile int*)0x4001080C)
//----------------GPIOB配置寄存器 ------------------------
#define GPIOB_CRH *((unsigned volatile int*)0x40010C04)
#define GPIOB_ORD *((unsigned volatile int*)0x40010C0C)
//----------------GPIOC配置寄存器 ------------------------
#define GPIOC_CRH *((unsigned volatile int*)0x40011004)
#define GPIOC_ORD *((unsigned volatile int*)0x4001100C)
//-------------------简单的延时函数-----------------------
void Delay_ms( volatile unsigned int t)
{
unsigned int i;
while(t--)
for (i=0;i<800;i++);
}
void A_LED_LIGHT(){
GPIOA_ORD=0x0<<7; //PA7低电平
GPIOB_ORD=0x1<<9; //PB9高电平
GPIOC_ORD=0x1<<15; //PC15高电平
}
void B_LED_LIGHT(){
GPIOA_ORD=0x1<<7; //PA7高电平
GPIOB_ORD=0x0<<9; //PB9低电平
GPIOC_ORD=0x1<<15; //PC15高电平
}
void C_LED_LIGHT(){
GPIOA_ORD=0x1<<7; //PA7高电平
GPIOB_ORD=0x1<<9; //PB9高电平
GPIOC_ORD=0x0<<15; //PC15低电平
}
//------------------------主函数--------------------------
int main()
{
int j=100;
RCC_AP2ENR|=1<<2; //APB2-GPIOA外设时钟使能
RCC_AP2ENR|=1<<3; //APB2-GPIOB外设时钟使能
RCC_AP2ENR|=1<<4; //APB2-GPIOC外设时钟使能
//这两行代码可以合为 RCC_APB2ENR|=1<<3|1<<4;
GPIOA_CRL&=0x0FFFFFFF; //设置位 清零
GPIOA_CRL|=0x20000000; //PA7推挽输出
GPIOA_ORD|=1<<7; //设置PA7初始灯为灭
GPIOB_CRH&=0xFFFFFF0F; //设置位 清零
GPIOB_CRH|=0x00000020; //PB9推挽输出
GPIOB_ORD|=1<<9; //设置初始灯为灭
GPIOC_CRH&=0x0FFFFFFF; //设置位 清零
GPIOC_CRH|=0x30000000; //PC15推挽输出
GPIOC_ORD|=0x1<<15; //设置初始灯为灭
while(j)
{
A_LED_LIGHT();
Delay_ms(10000000);
B_LED_LIGHT();
Delay_ms(10000000);
C_LED_LIGHT();
Delay_ms(10000000);
}
}
3）魔法棒配置
1.打开魔法棒：
2.output里勾上create HEX File：
3.debug里，将图中改为DARMSTM.DLL和-pSTM32F103C8，OK：
4）编译
1.rebuild，会创建一个.hex文件：
2.打开mucisp，按下面步骤，1是选择生成的hex文件（需要下载串口，串口下载文件在文章末尾，USB驱动也要下载）
连接串口过后，需要将boot0置0，boot1置1，点击reset（板子上的）。
3.点击开始编程，出现右边信息就成功了！
5）最后成功结果
三、汇编点亮
1.前面配置差不多，就改两个地方
一个是文件格式，一个是：
2.汇编代码
RCC_APB2ENR EQU 0x40021018;配置RCC寄存器,时钟,0x40021018为时钟地址
GPIOC_CRH EQU 0x40011004;配置GPIOC_CRH寄存器，是端口配置高寄存器，高位的偏移地址为0x04
GPIOC_ORD EQU 0x4001100c;配置GPIOC_ORD寄存器，是端口输出寄存器，输出由这里控制
GPIOA_CRL EQU 0x40010800;配置GPIOC_CRH寄存器，是端口配置高寄存器，高位的偏移地址为0x04
GPIOA_ORD EQU 0x4001080C;配置GPIOC_ORD寄存器，是端口输出寄存器，输出由这里控制
GPIOB_CRH EQU 0x40010C04;配置GPIOC_CRH寄存器，是端口配置高寄存器，高位的偏移地址为0x04
GPIOB_ORD EQU 0x40010C0C;配置GPIOC_ORD寄存器，是端口输出寄存器，输出由这里控制
Stack_Size EQU 0x00000400;栈的大小
;分配一个stack段，该段不初始化，可读写，按8字节对齐。分配一个大小为Stack_Size的存储空间，并使栈顶的地址为__initial_sp。
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;NOINIT： = NO Init，不初始化。READWRITE : 可读，可写。ALIGN =3 : 2^3 对齐，即8字节对齐。
Stack_Mem SPACE Stack_Size
__initial_sp
AREA RESET, DATA, READONLY
__Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack
DCD Reset_Handler ; Reset Handler
AREA |.text|, CODE, READONLY
THUMB
REQUIRE8
PRESERVE8
ENTRY
Reset_Handler
bl LED_Init;bl：带链接的跳转指令。当使用该指令跳转时，当前地址(PC)会自动送入LR寄存器
MainLoop BL LED_ON_C
BL Delay
BL LED_OFF_C
BL Delay
BL LED_ON_A
BL Delay
BL LED_OFF_A
BL Delay
BL LED_ON_B
BL Delay
BL LED_OFF_B
BL Delay
B MainLoop;B:无条件跳转。
LED_Init;LED初始化
PUSH {R0,R1, LR};R0,R1,LR中的值放入堆栈
LDR R0,=RCC_APB2ENR;LDR是把地址装载到寄存器中(比如R0)。
ORR R0,R0,#0x1c;ORR 按位或操作,11100将R0的第二位置1，其他位不变
LDR R1,=RCC_APB2ENR
STR R0,[R1];STR是把值存储到寄存器所指的地址中，将r0里存储的值给rcc寄存器
;上面一部分汇编代码是控制时钟的
;初始化GPIOA部分
LDR R0,=GPIOA_CRL
BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反，再按位与
LDR R1,=GPIOA_CRL
STR R0,[R1]
;上面的代码是初始化CPIOC_CRH
LDR R0,=GPIOA_CRL
ORR R0,#0x20000000;开启的是pc15，所以是2，为0100，是推挽输出模式，最大速度为2mhz
LDR R1,=GPIOA_CRL
STR R0,[R1]
;GPIOC的端口配置高寄存器配置完毕，也就是CPIOA_CRH配置完成，端口的输出模式确定，不使用的都设为复位后的状态，为0100，所以上面处理输出为都是4
;将PC15置1
MOV R0,#0x80; 二进制为0b1000 0000 ,第7位就是a7引脚的输出电压
LDR R1,=GPIOA_ORD ;由r1控制ord寄存器
STR R0,[R1] ;将ord寄存器的值变为r0的值
;初始化GPIOB部分
LDR R0,=GPIOB_CRH
BIC R0,R0,#0xffffff0f;BIC 先把立即数取反，再按位与,用的是b9，所以把第二位置零
LDR R1,=GPIOB_CRH
STR R0,[R1]
;上面的代码是初始化CPIOC_CRH
LDR R0,=GPIOB_CRH
ORR R0,#0x00000020;开启的是pc15，所以是2，为0100，是推挽输出模式，最大速度为2mhz
LDR R1,=GPIOB_CRH
STR R0,[R1]
;GPIOC的端口配置高寄存器配置完毕，也就是CPIOA_CRH配置完成，端口的输出模式确定，不使用的都设为复位后的状态，为0100，所以上面处理输出为都是4
;将PC15置1
MOV R0,#0x200; 二进制为0b10 0000 0000,第16位就是b9引脚的输出电压
LDR R1,=GPIOB_ORD ;由r1控制ord寄存器
STR R0,[R1] ;将ord寄存器的值变为r0的值
;初始化GPIOC部分
LDR R0,=GPIOC_CRH
BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反，再按位与，就是将三十二位全部置零
LDR R1,=GPIOC_CRH
STR R0,[R1]
;上面的代码是初始化CPIOC_CRH
LDR R0,=GPIOC_CRH
ORR R0,#0x20000000;开启的是pc15，所以是2，为0100，是推挽输出模式，最大速度为2mhz
LDR R1,=GPIOC_CRH
STR R0,[R1]
;GPIOC的端口配置高寄存器配置完毕，也就是CPIOA_CRH配置完成，端口的输出模式确定，不使用的都设为复位后的状态，为0100，所以上面处理输出为都是4
;将PC15置1
MOV R0,#0x8000; 二进制为0b1000 0000 0000 0000,第16位就是c15引脚的输出电压
LDR R1,=GPIOC_ORD ;由r1控制ord寄存器
STR R0,[R1] ;将ord寄存器的值变为r0的值
POP {R0,R1,PC};将栈中之前存的R0，R1，LR的值返还给R0，R1，PC
LED_ON_A;亮灯
PUSH {R0,R1, LR}
MOV R0,#0x00 ;二进制为0b0000 0000 0000 0000，第16位为0，后面将作为pc15的输出电压
LDR R1,=GPIOA_ORD ;将GPIOC的地址赋予r1
STR R0,[R1];将r0的值赋予在GPIOC_ORD中
POP {R0,R1,PC}
LED_OFF_A;熄灯
PUSH {R0,R1, LR}
MOV R0,#0x80 ;二进制为0b 1000 0000 0000 0000，第16位为1，后面将作为pc15的输出电压
LDR R1,=GPIOA_ORD ;将GPIOC的地址赋予r1
STR R0,[R1] ;[]是指对里面的地址操作，所以是将r0的值赋予GPIOC_ORD
POP {R0,R1,PC}
LED_ON_B;亮灯
PUSH {R0,R1, LR}
MOV R0,#0x000 ;二进制为0b0000 0000 0000 0000，第16位为0，后面将作为pc15的输出电压
LDR R1,=GPIOB_ORD ;将GPIOC的地址赋予r1
STR R0,[R1];将r0的值赋予在GPIOC_ORD中
POP {R0,R1,PC}
LED_OFF_B;熄灯
PUSH {R0,R1, LR}
MOV R0,#0x200 ;二进制为0b 1000 0000 0000 0000，第16位为1，后面将作为pc15的输出电压
LDR R1,=GPIOB_ORD ;将GPIOC的地址赋予r1
STR R0,[R1] ;[]是指对里面的地址操作，所以是将r0的值赋予GPIOC_ORD
POP {R0,R1,PC}
LED_ON_C;亮灯
PUSH {R0,R1, LR}
MOV R0,#0x0000 ;二进制为0b0000 0000 0000 0000，第16位为0，后面将作为pc15的输出电压
LDR R1,=GPIOC_ORD ;将GPIOC的地址赋予r1
STR R0,[R1];将r0的值赋予在GPIOC_ORD中
POP {R0,R1,PC}
LED_OFF_C;熄灯
PUSH {R0,R1, LR}
MOV R0,#0x8000 ;二进制为0b 1000 0000 0000 0000，第16位为1，后面将作为pc15的输出电压
LDR R1,=GPIOC_ORD ;将GPIOC的地址赋予r1
STR R0,[R1] ;[]是指对里面的地址操作，所以是将r0的值赋予GPIOC_ORD
POP {R0,R1,PC}
Delay
PUSH {R0,R1, LR}
MOVS R0,#0
MOVS R1,#0
MOVS R2,#0
DelayLoop0
ADDS R0,R0,#1
CMP R0,#330
BCC DelayLoop0
MOVS R0,#0
ADDS R1,R1,#1
CMP R1,#330
BCC DelayLoop0 ;无进位
MOVS R0,#0
MOVS R1,#0
ADDS R2,R2,#1
CMP R2,#15
BCC DelayLoop0
POP {R0,R1,PC}
NOP
END
3.结果
四、总结
这次实验还是挺复杂的，对stm32芯片各个串口输入输出，工作原理、寄存器地址等有了一定了解，个人掌握的程度不够深，会出现各个环节无法联系的问题，串口要检查连接没有，最没想到的出错就是接电路的一些引脚会接触不良，导致有一个灯会不亮，只能用手扶着。
五、参考链接
STM32F103C8T6百度百科
STM32寄存器的简介、地址查找，与直接操作寄存器
STM32从地址到寄存器
STM32汇编程序及点灯实验
六、需要的软件
STM32串口下载
mcuisp软件下载，提取码：h2xc