初识STM32单片机

目录

初识STM32单片机

什么是单片机？

STM系列单片机命名规则

STM32F103C8T6单片机简介

标准库与HAL库区别 

通用输入输出端口GPIO

什么是GPIO？

定义

命名规则

内部框架图

推挽输出与开漏输出

如何点亮一颗LED灯

编程实现点灯 

按键点亮LED灯（轮询法） 

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初识STM32单片机

什么是单片机？

单片机（ Single-Chip Microcomputer ）是一种集成电路芯片，把具有数据处理能力的中央处

理器 CPU 、随机存储器 RAM 、只读存储器 ROM 、多种 I/O 口和中断系统、定时器 / 计数器等功

能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、 A/D 转换器等电路）集成

到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

STM系列单片机命名规则

ST -- 意法半导体

M -- Microelectronics 微电子

32 -- 总线宽度

STM32F103C8T6单片机简介

标准库与HAL库区别 

1. 寄存器

• 寄存器众多，需要经常翻阅芯片手册，费时费力；
• 更大灵活性，可以随心所欲达到自己的目的；
• 深入理解单片机的运行原理，知其然更知其所以然。

2. 标准库

• 将寄存器底层操作都封装起来，提供一整套接口（API）供开发者调用
• 每款芯片都编写了一份库文件，也就是工程文件里stm32F1xx…之类的；
• 配置结构体变量成员就可以修改外设的配置寄存器，从而选择不同的功能；
• 大大降低单片机开发难度，但是在不同芯片间不方便移植。

3. HAL 库

• ST公司目前主力推的开发方式，新的芯片已经不再提供标准库；
• 为了实现在不同芯片之间移植代码；
• 为了兼容所有芯片，导致代码量庞大，执行效率低下。

通用输入输出端口GPIO

什么是GPIO？

定义

GPIO 是 通用输入输出 端口的简称，简单来说就是 STM32 可控制的引脚 STM32 芯片的 GPIO 引脚与

外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。

简单来说我们可以控制 GPIO 引脚的电平变化，达到我们的各种目的。

命名规则

组编号 + 引脚编号

组编号： GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD .. GPIOG

引脚编号： 0 ， 1 ， 2 ， 3 ， 4...15

组合起来：

PA0, PA1, PA2 .. PA15

PB0, PB1, PB2 .. PB15

PC0, PC1, PC2 .. PC15

...

有一些特殊功能的引脚是不能用作 IO 的。

内部框架图

下图来源于官方参考手册，了解即可。

推挽输出与开漏输出

内部结构图

 

 

推挽输出： 可以真正能真正的输出高电平和低电平

开漏输出： 开漏输出无法真正输出高电平，即高电平时没有驱动能力，需要借助外部上拉电阻完

成对外驱动

如何点亮一颗LED灯

标号一样的导线在物理上是连接在一起的。

 

将PB8或PB9拉低，就可以实现将对应的LED灯点亮。

编程实现点灯 

常用的 GPIO HAL 库函数：

void HAL_GPIO_Init ( GPIO_TypeDef * GPIOx , GPIO_InitTypeDef * GPIO_Init );

void HAL_GPIO_WritePin ( GPIO_TypeDef * GPIOx , uint16_t GPIO_Pin , GPIO_PinState

PinState );

void HAL_GPIO_TogglePin ( GPIO_TypeDef * GPIOx , uint16_t GPIO_Pin );

结构体 GPIO_InitTypeDef 定义：

typedef struct

{

uint32_t Pin ;

uint32_t Mode ;

uint32_t Pull ;

uint32_t Speed ;

} GPIO_InitTypeDef ;

按键点亮LED灯（轮询法） 

输入（按键）：

• KEY1：PA0
• KEY2：PA1

输出（ LED 灯）：

• LED1：PB8
• LED2：PB9

#define KEY_ON 0
#define KEY_OFF 1
uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)
{
    if( HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
/* 按键按下 */
    return KEY_ON;
}
else
{
/* 按键松开 */
    while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx, GPIO_Pin) == GPIO_PIN_RESET);
    return KEY_OFF;
}
}
while (1)
{
    /* USER CODE END WHILE */
    if(Key_Scan(GPIOA,GPIO_PIN_0) == KEY_ON)
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);
    if(Key_Scan(GPIOA,GPIO_PIN_1) == KEY_ON)
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
}