本篇文章包含的内容

一、软件下载注册、驱动安装
- 1.1 软件（器件支持包）下载
- 1.2 ST-LINK驱动安装
- 1.3 USB转串口驱动安装
二、工程的建立
- 2.1 STM32的开发方式
- 2.2 新建工程的步骤
- 2.3 工程文件的架构
- 2.4 环境的优化处理
- 2.5 使用寄存器开发实操
- 2.6 使用库函数配置寄存器实操
三、GPIO 通用输入输出
- 3.1 GPIO的基本结构
- 3.2 GPIO位结构及其工作模式
- - 3.2.1 GPIO位结构
  - 3.2.2 GPIO的八种工作模式
- 3.3 GPIO中的寄存器简介
- 3.4 GPIO输出应用实操
- - 3.4.1 GPIO 实现LED闪烁
  - 3.4.2 GPIO 实现流水灯
  - 3.4.3 GPIO 蜂鸣器（无源）输出
- 3.5 GPIO输入应用实操
- - 3.5.1 按键控制LED亮灭
  - 3.5.2 光敏传感器控制蜂鸣器

本次课程采用单片机型号为STM32F103C8T6。
课程链接：江科大自化协 STM32入门教程

一、软件下载注册、驱动安装

1.1 软件（器件支持包）下载

由于新型号芯片的不断产生，需要下载器件支持包来更新Keil 5所支持的芯片型号。可以采用离线安装和在线安装两种方式。

软件注册采用注册机方式解决。

1.2 ST-LINK驱动安装

插入ST-LINK到Windows电脑。打开设备管理器，在“其他设备”中“STM32-Link”图标旁会带黄色感叹号。如果没有携带，说明电脑上已经存在ST-Link的驱动。在Keil 5的文件目录中就可以找到驱动安装文件。

除此之外，JLink也是一种常见的调试器。在文件目录中同样可以找到对应的驱动安装文件。

1.3 USB转串口驱动安装

插入USB转串口模块到Windows电脑。打开设备管理器，在“其他设备”中找到“USB-SERIAL CH340”，并且如果图标旁边有感叹号，说明电脑没有安装驱动。

在Windows 11系统中可以在“端口”中找到“USB-SERIAL CH340”。

二、工程的建立

2.1 STM32的开发方式

目前STM32的开发方式主要有基于寄存器的方式，基于标准库（库函数）的方式和基于HAL库的方式。

基于寄存器的方式是用程序直接配置寄存器，来达到想要的功能。这种方式最底层，最直接，效率会更高一些。但是由于STM32的寄存器复杂，寄存器太多，所以不推荐这种方式。

基于库函数的方式是使用ST官方提供的封装好的函数，通过这些函数来间接地配置寄存器。由于ST对寄存器封装的比较好，所以这种方式既能满足对寄存器的配置，对开发人员也比较友好，有利于提高开发效率。本课程采用基于库函数的开发方式。

基于HAL库的方式可以用图形化界面快速配置STM32，但是这种方法隐藏了底层逻辑。推荐学习过标准库的开发方式之后，对这一种开发方式进行了解和学习。

2.2 新建工程的步骤

建立工程文件夹，在Keil中新建工程（工程文件名称为Project，存放在一个文件夹下，对该工程文件的说明写在文件夹上），选择芯片型号（本次课程选用STM32F103C8T6，故选择STM32F103C8）；
工程文件夹里建立Start，Library，User等文件夹，复制固件库中的文件到工程文件夹；

配置STM32的启动文件（STM32的程序从启动文件开始执行）
- 打开“固件库”文件夹，打开Libraries →\rightarrow→ CMSIS →\rightarrow→ CM3 →\rightarrow→ DeviceSupport →\rightarrow→ ST →\rightarrow→ STM32F10x →\rightarrow→ startup →\rightarrow→ arm，将文件夹中的文件复制到新建的Start文件夹中。
- 将启动文件导入到Keil的工程中时，启动文件只能导入一个。课程所用型号需要选择startup_stm32f10x_md.s文件。
  
  启动文件的选择
  
  选择启动文件时，需要考量芯片的两个指标：Flash容量、型号。
  根据上表，如果使用STM32F100的型号，就选择启动文件后缀为vl的启动文件，根据Flash容量选择后缀为ld_vl，md_vl，hd_vl的文件，表中其他型号同理。
- 回到STM32F10x文件夹，将stm32f10x.h、system_stm32f10x.c 、system_stm32f10x.h复制到Start文件夹中，并导入到工程组Start中（stm32f10x.h就是STM32外设寄存器描述文件，它的作用就同51单片机的头文件REGX52.H一样，是用来描述STM32有哪些寄存器和它对应的地址的）。
配置内核寄存器的描述文件
- 打开CM3 →\rightarrow→ CoreSupport，core_cm3.h、core_cm3.c就是内核的寄存器描述文件（其中还包含了一些内核的配置函数），同样将它们复制到Start文件夹中，并导入到工程组Start中。
配置User文件夹
- 在Keil工程文件中新建User文件夹，添加main.c文件（注意：添加main.c文件时的路径要选择User文件夹，否则默认放在文件夹外），这时对main.c文件进行编译检查，如果没有报错和警告说明工程建立成功。 至此，基于寄存器开发的工程就建立完成了。
- 在在“固件库”文件夹中打开Project →\rightarrow→ STM32F10x_StdPeriph_Template，其中stm32f10x_conf.h是用来配置库函数头文件的包含关系的，其中还包含用来参数检查的函数定义，是所有库函数都需要的。此外stm32f10x_it.h ，stm32f10x_it.c是用来存放中断函数的。将这三个文件复制下来，粘贴到工程的User文件夹中
配置库函数Library文件夹
- 在工程文件夹中新建Library文件夹。
- 在“固件库”文件夹中打开Libraries →\rightarrow→ STM32F10x_StdPeriph_Driver（STM32标准外设驱动）→\rightarrow→ src，其中的文件就是库函数的源文件，其中misc.c是内核的库函数，其他都是内核外的外设库函数。将其中所有文件复制到Library文件夹中。
- 在Libraries →\rightarrow→STM32F10x_StdPeriph_Driver（STM32标准外设驱动）→\rightarrow→ inc 中是库函数的头文件，将其中所有文件复制到Library文件夹中。

注意事项
需要用的文件一定要复制到工程的文件夹里面，不要添加工程文件夹外面的文件，否则外面的文件一旦挪动位置，工程里就找不到文件了。所以我们要将用的文件复制到工程中，以保证工程的独立性。

工程里对应建立Start，Library，User等同名称的分组（Group），然后将文件夹内的文件添加到对应的分组里；
点击工程选项（魔术棒）、C/C++、在Include Path内声明所有包含头文件的文件夹（Start，Library，User）；
点击工程选项、C/C++、在Define内定义USE_STDPERIPH_DRIVER（宏定义，意为使用标准外设驱动）这是库函数的条件编译，使用库函数开发就必须要定义；

该宏定义在头文件stm32f10x.h中（8296行）

#ifdef USE_STDPERIPH_DRIVER#include "stm32f10x_conf.h"
#endif

其他工程在这个位置还声明了 STM32F10X_MD的字符串，但是Keil5在新建工程之后会自动声明该字符串，不需要再额外声明。

点击工程选项、Debug中下拉列表选择对应的调试器（本次课程使用ST-Link进行调试，故选择ST-Link Debugger），点击Settings，在Flash Download里勾选Reset and Run，勾选上这一项之后，下载的程序会立马复位并执行，省去了在开发板上手动按下复位的步骤。

2.3 工程文件的架构

工程的建立非常灵活，学会建立工程后可以依照自己的风格建立工程。

根据上图，我们可以了解STM32的工程架构（总结）如下所示：
首先是主动执行的文件：

startup_xx.s 启动文件
- 启动文件是程序执行最基本的文件，由汇编语言编写。启动文件内定义了中断向量表，中断服务函数等。
- 在中断服务函数中有一个复位中断，是整个程序的入口。 复位中断中调用StstemInit函数和main函数。StstemInit函数定义在system_xx.c/.h文件中，这个函数的作用是设置微控制器的启动，初始化嵌入式闪存接口，锁相环，更新系统内核的时钟变量。这个函数仅在复位后需要调用。
- 在启动文件中还定义了STM32所有的其他中断函数。这些中断函数的定义，存放在stm32f10x_it.c/.h中。在这两个文件最后还可以定义用户自己写的中断函数。当然，写在别的地方也可以。
system_xx.c/.h 文件：定义SystemInit函数
main.c文件：定义main函数
stm32f10x_it.c/.h文件：定义中断函数
其他用户文件：封装一些模块函数供主函数和中断函数调用

下面是被动执行的文件，相当于STM32的资源：

stm32f10x.h文件：外设寄存器描述
- 该文件中都是寄存器和每一位寄存器的名字、地址信息等
core_cm3.c/.h文件：内核寄存器描述
misc.c/.h，stm32f10x_adc.c/.h…文件：库函数
stm32f10x_conf.h文件：库函数配置文件
- 该文件用来配置头文件的包含关系，它include了所有的库函数头文件，同时在stm32f10x.h中又include了stm32f10x_conf.h。所以，在使用这些库函数时，只需要包含stm32f10x.h这一个头文件，就相当于包含了所有的头文件

2.4 环境的优化处理

为防止出现中文乱码在设置

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