通过STM32F103C8T6+面板板+3只红绿蓝LED，搭建了电路，控制LED灯实现轮流闪烁

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通过STM32F103C8T6+面板板+3只红绿蓝LED，搭建了电路，控制LED灯实现轮流闪烁
前言
一、准备工作
- 1.题目要求
- 2.什么是STM32芯片？
- 3.GPIOx端口的各寄存器地址和详细参数
- - 3.1 GPIO的配置寄存器CRL和CRH
  - 3.2 工作模式的配置
- 4.GPIO端口初始化设置及输入输出模式
二、实验步骤
- 1.工程文件的创建
- 2.启动代码
- - 2.1 启动代码介绍
  - 2.2 添加启动代码
- 3.功能分析
- 4.代码编写
三、工程调试编译及问题解决
- 1.工程调试编译
- 2.调试问题
- 3.解决办法
总结

前言

51单片机的点灯是通过控制寄存器将片外引脚（IO口）拉低拉高，输出高低电平，以控制LED亮灭：
其过程：单片机给指令->控制寄存器->给IO口电平->控制LED亮灭
stm32的点灯则是通过使能外设GPIO时钟，发出指令给外设GPIO，外设GPIO收到指令后，着手配置自己的寄存器，然后给IO口模式，让其实现各种功能：
其过程：CPU给指令->GPIO收到指令->配置内部寄存器->配置IO口模式（注意是模式）->控制LED亮灭

一、准备工作

1.题目要求

假设你手中已有 STM32最小系统核心板(STM32F103C8T6)+面板板+3只红绿蓝LED，并搭建了电路，分别GPIOA-5、GPIOB-9、GPIOC-14 这3个引脚上控制LED灯（最高时钟2Mhz），轮流闪烁，间隔时长1秒：
1）写出程序设计思路，包括GPIOx端口的各寄存器地址和详细参数
2）用C语言寄存器方式编程实现

2.什么是STM32芯片？

STM32，从字面上来理解，ST 是意法半导体，M 是 Microelectronics 的缩写，32 表示32 位，合起来理解，STM32 就是指 ST 公司开发的 32 位微控制器
STM32 属于一个微控制器，自带了各种常用通信接口，比如 USART、I2C、SPI 等，可连接非常多的传感器，可以控制很多的设备。现实生活中，我们接触到的很多电器产品都有 STM32 的身影，比如智能手环，微型四轴飞行器，平衡车、移动 POST 机，智能电饭锅，3D 打印机等等
STM32 有很多系列，可以满足市场的各种需求，从内核上分有 Cortex-M0、M3、M4和 M7 这几种，每个内核又大致分为主流、高性能和低功耗
单纯从学习的角度出发，可以选择 F1和 F4，F1代表了基础型，基于 Cortex-M3内核，主频为 72MHZ，F4 代表了高性能，基于 Cortex-M4 内核，主频 180M
本文则选择的F1下的STM32F103C8T6

3.GPIOx端口的各寄存器地址和详细参数

首先需要知道的是，STM32中对于GPIO口的操作，无非就是操作下面的寄存器而已，所谓的标准库也好，HAL库也好，它们都只是对操作寄存器的过程进行了封装，目的是为了减轻编程时的工作负担：

两个32位的配置寄存器：GPIOx_CRL、GPIOx_CRH两个32位数据寄存器：GPIOx_IDR、GPIOx_ODR一个32位的置位/复位寄存器：GPIOx_BSRR一个16位复位寄存器：GPIOx_BRR一个32位锁定寄存器：GPIOx_LCKR

GPIO地址：
时钟地址：

3.1 GPIO的配置寄存器CRL和CRH

STM32的一组GPIO有16个IO口，比如GPIOA这一组，有GPIOA0~GPIOA15一共16个IO口。每一个IO口需要寄存器的4位用来配置工作模式
那么一组GPIO就需要16x4=64位的寄存器来存放这一组GPIO的工作模式的配置，但STM32的寄存器都是32位的，所以只能使用2个32位的寄存器来存放了。CRL用来存放低八位的IO口（GPIOx0—GPIOx7）的配置，CRH用来存放高八位的IO口（GPIOx8—GPIOx15）的配置
这两个寄存器的全称是：端口配置低寄存器(GPIOx_CRL) (x=A…E) 和端口配置高寄存器(GPIOx_CRH) (x=A…E)
也就是每一组GPIO都有两个32位的寄存器是用来配置IO口的工作模式的。
我们都清楚STM32的GPIO有八种工作模式，4个二进制数可以组合出16种情况，而我们只需要8种就行了

例1：配置GPIOA0，使用GPIOA和CRL
例2：配置GPIOB12，代码如下：使用GPIOB和CRH

3.2 工作模式的配置

可以看出，4位中又分为了CNFx和MODEx（x表示这组GPIO的第几个IO口）
CNFx：

在输入模式(MODE[1:0]=00)：
00：模拟输入模式
01：浮空输入模式(复位后的状态)
10：上拉/下拉输入模式
11：保留
在输出模式(MODE[1:0]>00)：
00：通用推挽输出模式
01：通用开漏输出模式
10：复用功能推挽输出模式
11：复用功能开漏输出模式

MODEx：

00：输入模式(复位后的状态)
01：输出模式，最大速度10MHz
10：输出模式，最大速度2MHz
11：输出模式，最大速度50MHz

例：将GPIOB9配置成推挽输出模式，且最大速度为2MHz
首先，其为GPIOB9端口，其属于端口配置高寄存器模块，则由图8.2.2可知，CNF9和MODE9位为0，其余位为F，即：GPIOB_CRH&=0xFFFFFF0F；又因其为推挽输出模式，且最大速度为2MHz，所以4位寄存器的配置就是CNF9【00】MODE9【10】，0010换成十进制数就是2，即：GPIOB_CRH|=0x00000020

4.GPIO端口初始化设置及输入输出模式

这部分内容可以参考本人前一篇博客进行学习：
https://blog.csdn.net/qq_53112972/article/details/127137358

二、实验步骤

1.工程文件的创建

新建Text1文件夹 —> 点击Project下的New uVision Project —> 输入文件名Text1
因本次实验采用C8T6板，所以选择STM32F103C8:
在界面左侧的Project栏，打开Target1，鼠标右键单击Source Group1, 选择Add New Item to Group…
添加.c文件：

2.启动代码

2.1 启动代码介绍

启动代码是一段和硬件相关的汇编代码
主要作用如下：
1、堆栈（SP）的初始化
2、初始化程序计数器（PC）
3、设置向量表异常事件的入口地址
4、调用 main 函数
ST 公司提供了 3 个启动文件给我们，分别用于不同容量的 STM32 芯片，这三个文件是：
startup_stm32f10x_ld.s、startup_stm32f10x_md.s、startup_stm32f10x_hd.s
其中，ld.s 适用于小容量产品；md.s 适用于中等容量产品；hd 适用于大容量产品；这里的容量是指 FLASH 的大小
判断方法如下：
小容量：FLASH≤32K
中容量：64K≤FLASH≤128K
大容量：256K≤FLASH
通过查阅资料可知，C8T6的Flash容量为128K，属于中容量，因此这里采用startup_stm32f10x_md.s作为启动文件

2.2 添加启动代码

STM32F103C8T6核心板启动文件下载链接：
链接：https://pan.baidu.com/s/1Elgc4nvxXjiHLSZ2nXnSCQ
提取码：bmba
下载安装包并解压：
将启动文件拷贝到Text1工程文件夹下:
回到Keil，展开Target1→双击Source Group1→设置打开文件类型为 Asm Source file→选择 startup_stm32f10x_md.s→点击 Add:
点击魔法棒设置生成HEX文件（后面烧录需要！）：

3.功能分析

根据题目要求，使用GPIOA-5、GPIOB-9、GPIOC-14 这3个引脚来控制LED灯，在查询C8T6数据手册后，管脚分别连接红绿蓝三种颜色的LED灯
目标是把 GPIO 的引脚设置成推挽输出模式并且默认下拉，输出低电平，这样就能让 LED 灯亮起来

4.代码编写

代码：


//--------------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_ODR   *((unsigned volatile int*)0x4001080C)
//----------------GPIOB配置寄存器 ------------------------
#define GPIOB_CRH   *((unsigned volatile int*)0x40010C04)
#define GPIOB_ODR   *((unsigned volatile int*)0x40010C0C)
//----------------GPIOC配置寄存器 ------------------------
#define GPIOC_CRH   *((unsigned volatile int*)0x40011004)
#define GPIOC_ODR   *((unsigned volatile int*)0x4001100C)
//-------------------简单的延时函数-----------------------
void SystemInit(void);
void Delay_ms(volatile  unsigned  int);
void A_LED_LIGHT(void);
void B_LED_LIGHT(void);
void C_LED_LIGHT(void);
void  Delay_ms( volatile  unsigned  int  t)
{unsigned  int  i;while(t--)for (i=0;i<800;i++);
}
void A_LED_LIGHT(){GPIOA_ODR=0x0<<5;     //PA5低电平GPIOB_ODR=0x1<<9;        //PB9高电平GPIOC_ODR=0x1<<14;       //PC14高电平
}
void B_LED_LIGHT(){GPIOA_ODR=0x1<<5;     //PA5高电平GPIOB_ODR=0x0<<9;        //PB9低电平GPIOC_ODR=0x1<<14;       //PC14高电平
}
void C_LED_LIGHT(){GPIOA_ODR=0x1<<5;     //PA5高电平GPIOB_ODR=0x1<<9;        //PB9高电平GPIOC_ODR=0x0<<14;       //PC14低电平
}
//------------------------主函数--------------------------
int main()
{int j=100;RCC_APB2ENR|=1<<2;           //APB2-GPIOA外设时钟使能RCC_APB2ENR|=1<<3;         //APB2-GPIOB外设时钟使能  RCC_APB2ENR|=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&=0xFF0FFFFF;       //设置位 清零    GPIOA_CRL|=0X00200000;     //PA5推挽输出GPIOA_ODR|=1<<5;            //设置PA5初始灯为灭GPIOB_CRH&=0xFFFFFF0F;     //设置位 清零    GPIOB_CRH|=0x00000020;     //PB9推挽输出GPIOB_ODR|=0x1<<9;          //设置初始灯为灭GPIOC_CRH&=0xF0FFFFFF;        //设置位 清零GPIOC_CRH|=0x02000000;     //PC14推挽输出GPIOC_ODR|=0x1<<14;            //设置初始灯为灭   while(j){   A_LED_LIGHT();  Delay_ms(1000000);B_LED_LIGHT();Delay_ms(1000000);C_LED_LIGHT();Delay_ms(1000000);}
}
void SystemInit(){}

三、工程调试编译及问题解决

1.工程调试编译

写入.c工程文件中，build生成hex文件:

2.调试问题

当我们进行调试时，会出现下面的问题：

3.解决办法

1、首先点击“魔法棒”：

2、电脑没有连接设备，所以勾选Use Simulator：

3、在Utilities中取消勾选Use Debug Driver，点击Settings：

4、勾选Reset and Run，点击OK：

5、成功调试：

总结

本次在STM32F103C8T6核心板控制器下，通过电路搭建实现LED灯轮流闪烁的实验是嵌入式系统开发中较为基础的东西；通过本次实验进一步加深了对GPIO寄存器的认识与运用。
同时也期待大家能够积极留言，指出我存在的问题，谢谢！

参考文献：
https://blog.csdn.net/qq_61682562/article/details/120835573
https://blog.csdn.net/qq_45697316/article/details/123109859

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