探索STM32F103C8T6的外设：GPIO、ADC与定时器

探索STM32F103C8T6的外设：GPIO、ADC与定时器

引言

STM32F103C8T6微控制器拥有丰富的外设接口，包括通用输入/输出（GPIO）、模拟/数字转换器（ADC）和定时器（Timer）。这些外设为嵌入式系统的设计提供了极大的灵活性。本文将介绍STM32F103C8T6的这些核心外设，并提供一些基础的代码示例。

GPIO

通用输入/输出（GPIO）是微控制器中最基本的外设之一，用于与外部设备进行交互。STM32F103C8T6提供了多个GPIO引脚，每个引脚都可以通过软件配置为不同的功能，如输入、输出、上拉/下拉、模拟输入等。

GPIO基础

• GPIO模式: 包括输入、输出、复用功能、模拟输入等。
• 输出类型: 推挽输出或开漏输出。
• 速度: 从2MHz到50MHz不等。
• 上拉/下拉: 内部上拉或下拉电阻。

GPIO配置代码示例

#include "stm32f10x.h"

// 使能GPIOA的时钟
void GPIOA_Clock_Enable(void) {
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
}

// 配置GPIOA的一个引脚为推挽输出
void GPIOA_Pin_Config(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; // 选择PA10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

int main(void) {
    SystemInit(); // 系统初始化
    GPIOA_Clock_Enable(); // 使能GPIOA时钟
    GPIOA_Pin_Config(); // 配置GPIOA的Pin10

    while (1) {
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10); // 设置PA10为高电平
        // 延时一段时间
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10); // 设置PA10为低电平
        // 延时一段时间
    }
}

ADC

模拟/数字转换器（ADC）允许微控制器读取模拟信号并将其转换为数字值。STM32F103C8T6拥有多达3个ADC单元，每个单元有多个通道。

ADC基础

• 分辨率: 12位。
• 采样速率: 取决于时钟频率和采样时间。
• 通道: 支持单通道或多通道采样。

ADC配置代码示例

void ADC_Config(void) {
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; // 独立模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; // 非扫描模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; // 无外部触发
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; // 右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; // 一个通道
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); // 初始化ADC1

    // 配置ADC通道
    ADC_ChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, ADC_SampleTime_55Cycles5);
}

int main(void) {
    // ...省略其他初始化代码...

    ADC_Config(); // 配置ADC

    // 开启ADC1，准备进行转换
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    while (1) {
        if (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == SET) { // 转换结束
            uint16_t adcValue = ADC_GetConversionValue(ADC1); // 读取转换结果
            // 处理adcValue...
            ADC_ClearFlag(ADC1, ADC_FLAG_EOC); // 清除转换结束标志
        }
    }
}

定时器

定时器是微控制器中用于生成精确时间延迟或波形的外设。STM32F103C8T6提供了多个定时器，每个定时器都有不同的特性，如PWM输出、输入捕获、输出比较等。

定时器基础

• 计数器模式: 上升计数、下降计数或上升下降计数。
• 时钟源: 来自内部或外部的时钟源。
• 中断: 可以配置定时器在特定事件上产生中断。

定时器配置代码示例

void TIM2_Config(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); // 先关闭定时器

    // 定时器基本配置
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1000 - 1; // 定时周期
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; // 预分频
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);

    // 启动定时器
    TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}

int main(void) {
    // ...省略其他初始化代码...

    TIM2_Config(); // 配置定时器2

    while (1) {
        // 定时器TIM2每1ms产生一次中断
        // 这里应编写中断服务例程
    }
}

结论

STM32F103C8T6的GPIO、ADC和定时器是实现各种嵌入式应用功能的基础。通过合理配置这些外设，可以实现从简单的LED闪烁到复杂的信号采样和时间控制任务。理解这些外设的工作原理和配置方法是设计高效嵌入式系统的关键。

注意事项

• 在配置GPIO时，确保正确选择引脚模式和速度，以满足应用需求。
• 使用ADC时，要注意采样时间和分辨率的平衡，以及可能的模拟输入电压范围。
• 定时器配置时，要特别注意时钟源和分频值的设置，以确保定时精度。

通过本文，您应该对STM32F103C8T6的GPIO、ADC和定时器有了更深入的了解。随着对这些外设更深入的学习和实践，您将能够开发出更加复杂和功能丰富的嵌入式系统。

✅作者简介：热爱科研的嵌入式开发者，修心和技术同步精进

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