STM32F103C8T6实现流水灯

系列文章目录

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一、实验原理及参数介绍

1.STM32F103C8T6简介

STM32F103C8T6是一款由意法半导体公司（ST）推出的基于Cortex-M3内核的32位微控制器，硬件采用LQFP48封装，属于ST公司微控制器中的STM32系列。

2. 地址映射

M3存储器映射

LED灯程序中，宏定义：

#define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000)

PERIPH_BASE 外设基地址：因为stm32是32位的，宏展开为0x40000000并转化为 uint32_t
APB2PERIPH_BASE 总线基地址：宏展开为PERIPH_BASE加上偏移地址 0x10000

2、寄存器寻址
GPIOB基址
GPIOB相关的寄存器，都住在0x4001 0C00到0x4001 0FFF范围内。

端口输入寄存器地址偏移
存储数据的位置：0X40010C00+0X0x =
地址为： GPIOC_BASE +0x0x

数据

3、地址映射

GPIO_TypeDef * GPIOx; //定义一个 GPIO_TypeDef 型结构体指针 GPIOx
GPIOx = GPIOA; //把指针地址设置为宏 GPIOA 地址
GPIOx->CRL = 0xffffffff; //通过指针访问并修改 GPIOA_CRL 寄存器

3. 寄存器映射

给已分配好地址(通过存储器映射实现)的有特定功能的内存单元取别名的过程就叫寄存器映射。

会有GPIOA->CRL=0x0000 0000这种写法，表示将16进制数0赋值给GPIOA的CRL寄存器所在的存储单元

#define PERIPH_BASE      ((uint32_t)0x40000000) 

1、这里属于存储器级别的映射，将外设基地址映射到0x40000000，可对应图2

#define APB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x10000)

2、这里对外设基地址进行偏移量为0x10000的地址偏移，偏移到APB2总线对应外设区。

#define GPIOA_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)

3、这里对APB2外设基地址进行偏移量为0x0800的地址偏移，偏移到GPIOA对应区域。

4、时钟配置
原因
因为耗电量，stm32功能强大，能做很多事，但与之同时带来的消耗也越严重，此做法降低了功耗，续航持久。
时钟控制名字叫做RCC，属于AHB总线。GPIOB属于APB2。

4. GPIO端口初始化设置

1、时钟配置
原因
因为耗电量，stm32功能强大，能做很多事，但与之同时带来的消耗也越严重，此做法降低了功耗，续航持久。
时钟控制名字叫做RCC，属于AHB总线。GPIOB属于APB2。

GPIO
GPIO输入模式：输入浮空，输入上拉，输入下拉，模拟输入；
输出方式：开漏输出，开漏复用输出，推挽输出，推挽复用输出。

2、输入输出模式
输入模式
浮空输入模式：浮空输入状态下，IO 的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。可做KEY按键识别。
上下拉输入模式:内部设有上拉和下拉电阻，当外部电路为低电平，IO口设为下拉模式，当外部电路为低电平，IO口设为上拉模式。
模拟输入：用作内部ADC输入或DAC输出，预防干扰。
输出模式
推挽输出模式：（最常用）
开漏输出模式：（不常用）
推挽、开漏复用模式：

3、最大速率设置
4、GPIO初始化步骤
使能GPIOx口的时钟
指明GPIOx口的哪一位，这一位的速度大小以及模式
调用GPIOx初始化函数进行初始化
调用GPIO-SetBits函数，进行相应位的置位

二、实验准备

1、STM32开发板中包含较多寄存器，实现流水灯操作，需要对相应的引脚进行操作，对相应的引脚进行时钟使能配置、端口配置（高or低）寄存器配置、端口输出寄存器配置
配置时钟使能
配置端口配置其
配置端口输出寄存器
烧录程序
运行

2、流水灯操作的引脚位于GPIO端口：AHB总线包含RCC时钟控制，GPIO是属于APB2的。需要使用的端口的复位和时间控制受RCC控制

3、寄存器起始地址表，查询RCC地址范围，控制的寄存器位于APB2中

4、外设时钟使能寄存器，设偏移量为0x18，起始地址0x4002 1000，该寄存器地址为0x4002 1018

5、手册RCC_APB2ENR，位3是IOPBEN，名字是IO端口B时钟使能，就是我们想要的。把RCC_APB2ENR的位3赋值为1，就是开启
GPIOB时钟

#define RCC_AP2ENR	*((unsigned volatile int*)0x40021018) #时钟使能寄存器
RCC_AP2ENR|=1<<2;

6、端口配置寄存器(每四位配置一个端口)
确定引脚
端口配置低寄存器(CRL) 偏移地址0x00
端口配置高寄存器(CRH) 偏移地址0x04

7、相应端口配置器GPIOA_CRL地址为GPIOA的基址+上偏移量
设置推挽输出并设置最大速度为2Mhz

#define GPIOA_CRL	*((unsigned volatile int*)0x40010800)
GPIOA_CRL=0x20000000;		//PA7推挽输出，2Mhz

8、配置端口输出寄存器
点亮LED需要输出低电平，地址的偏移是0x0C，所以这个数据寄存器的地址就是0x4001 0C0C，把第8位写为0就行。默认就是0，高电压赋值为1

9、 实现流水灯只需增加灯的数量和增加一些延时

三、C语言实现流水灯

1、创建项目

2、选择开发板

项目勾选弹窗、不勾选setup项，只勾选core项

3、

右键工程项目，选择：

在output里选择create hex file，注意：只有勾选了这一步，才方便我们烧录程序运行。

4、source group里创建4.c（注意，是你的项目名.c），并写入代码，注意项目结构，使用的引脚是PA7，PB9，PC15

//--------------APB2???????------------------------
#define RCC_AP2ENR	*((unsigned volatile int*)0x40021018)
	//----------------GPIOA????? ------------------------
#define GPIOA_CRL	*((unsigned volatile int*)0x40010800)
#define	GPIOA_ORD	*((unsigned volatile int*)0x4001080C)
//----------------GPIOB????? ------------------------
#define GPIOB_CRH	*((unsigned volatile int*)0x40010C04)
#define	GPIOB_ORD	*((unsigned volatile int*)0x40010C0C)
//----------------GPIOC????? ------------------------
#define GPIOC_CRH	*((unsigned volatile int*)0x40011004)
#define	GPIOC_ORD	*((unsigned volatile int*)0x4001100C)
//-------------------???????-----------------------
void  Delay_wxc( volatile  unsigned  int  t)
{
     unsigned  int  i;
     while(t--)
         for (i=0;i<800;i++);
}
//------------------------???--------------------------
int main()
{
	int j=100;
	RCC_AP2ENR|=1<<2;			//APB2-GPIOA??????
	RCC_AP2ENR|=1<<3;			//APB2-GPIOB??????	
	RCC_AP2ENR|=1<<4;			//APB2-GPIOC??????
	//????????? RCC_APB2ENR|=1<<3|1<<4;
	GPIOA_CRL&=0x0FFFFFFF;		//??? ??	
	GPIOA_CRL|=0x20000000;		//PA7????
	GPIOA_ORD|=1<<7;			//???????
	
	GPIOB_CRH&=0xFFFFFF0F;		//??? ??	
	GPIOB_CRH|=0x00000020;		//PB9????
	GPIOB_ORD|=1<<9;			//???????
	
	GPIOC_CRH&=0x0FFFFFFF;		//??? ??
	GPIOC_CRH|=0x30000000;   	//PC15????
	GPIOC_ORD|=0x1<<15;			//???????	
	while(j)
	{	
		GPIOA_ORD=0x0<<0;		//PB0???	
		Delay_wxc(1000000);
		GPIOA_ORD=0x1<<0;		//PB0???
		Delay_wxc(1000000);
		
		GPIOB_ORD=0x0<<9;		//PB9???	
		Delay_wxc(1000000);
		GPIOB_ORD=0x1<<9;		//PB9???
		Delay_wxc(1000000);
		
		GPIOC_ORD=0x0<<15;		//PC15???	
		Delay_wxc(1000000);
		GPIOC_ORD=0x1<<15;		//PC15???
		Delay_wxc(1000000);
	}
}

保存

接下来添加驱动文件

右击文件夹，选择Add Existing Files to Group Source Group 1

选择All FIles，选择刚刚添加的启动文件，Add，Add之后Close

5、线路连接
对于USB转TTL模块和stm32f103c8t6连接

烧录。在build之后会在object文件夹下有对应的hex文件生成

生成hex文件

使用驱动进行烧录操作
连接到电脑，打开mcuisp，上传HEX文件到stm32f103c8t6上：

开始编译后的下载成功的提示如下

四、汇编实现流水灯

RCC_APB2ENR EQU 0x40021018;配置RCC寄存器,时钟,0x40021018为时钟地址

GPIOB_BASE EQU 0x40010C00
GPIOC_BASE EQU 0x40011000
GPIOA_BASE EQU 0x40010800
	
GPIOB_CRL EQU 0x40010C00
GPIOC_CRH EQU 0x40011004
GPIOA_CRL EQU 0x40010800
	
GPIOB_ODR EQU 0x40010C0C
GPIOC_ODR EQU 0x4001100C
GPIOA_ODR EQU 0x4001080C

Stack_Size EQU  0x00000400;栈的大小
	
                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
                ;控制时钟
                LDR R0,=RCC_APB2ENR;LDR是把地址装载到寄存器中(比如R0)。
                ORR R0,R0,#0x1c
                LDR R1,=RCC_APB2ENR
                STR R0,[R1]
				
				
                ;初始化GPIOA_CRL
                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]
				
                LDR R0,=GPIOA_CRL
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=GPIOA_CRL
                STR R0,[R1]
                ;将PA0置1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD
                STR R0,[R1]
				
				
                ;初始化GPIOB_CRL
                LDR R0,=GPIOB_CRL
                BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反，再按位与
                LDR R1,=GPIOB_CRL
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOB_CRL
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=GPIOB_CRL
                STR R0,[R1]
                ;将PB0置1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD
                STR R0,[R1]
				
				
				 ;初始化GPIOC
                LDR R0,=GPIOC_CRH
                BIC R0,R0,#0x0fffffff
                LDR R1,=GPIOC_CRH
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOC_CRH
                ORR R0,#0x01000000
                LDR R1,=GPIOC_CRH
                STR R0,[R1]
                ;将PC15置1
                MOV R0,#0x8000
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                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
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOA_ORD 
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD 
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_B;亮灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOB_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_B;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOB_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_C;亮灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_C;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x0100
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                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

                MOVS R0,#0
                MOVS R1,#0
                ADDS R2,R2,#1
                CMP R2,#15
                BCC DelayLoop0
                
                
                POP {R0,R1,PC}    
                NOP
				END

新建一个工程，步骤和上面一个差不多，不过不选择startup，选了会有错误，烧录过程也是一致

程序烧录

结果

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五、总结与参考

通过本次实验我学习和理解STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理、了解GPIO端口的初始化设置三步骤（时钟配置、输入输出模式设置、最大速率设置），学会了keil5的基本使用方法，并进行了实际操作，提高了动手能力。

https://blog.csdn.net/weixin_47554309/article/details/120810913
https://blog.csdn.net/qq_47281915/article/details/120812867
https://blog.csdn.net/geek_monkey/article/details/86293880
https://blog.csdn.net/geek_monkey/article/details/86291377