STM32流水灯程序代码及解析：三种实现方式
在这篇文章中，我们将介绍三种方式来实现STM32的流水灯程序，包括使用HAL库、标准库和直接操作寄存器的方法。通过这三种不同的方式。
1. 硬件准备
- STM32开发板（如STM32F4或STM32F1系列）
- 若干LED灯（通常是4个）
- 适当的电阻
- 连接线
2. 接线图
将LED连接到STM32的GPIO引脚，连接方式如下：
| LED | STM32引脚 |
|---|---|
| LED1 | GPIOA.0 |
| LED2 | GPIOA.1 |
| LED3 | GPIOA.2 |
| LED4 | GPIOA.3 |
每个LED通过适当的电阻连接到地（GND）。
3. 实现方式一：使用HAL库
#include "stm32f4xx_hal.h"
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
int main(void) {
HAL_Init(); // 初始化HAL库
SystemClock_Config(); // 配置系统时钟
MX_GPIO_Init(); // 初始化GPIO
while (1) {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, (1 << i), GPIO_PIN_SET); // 点亮LED
HAL_Delay(500); // 延时500毫秒
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, (1 << i), GPIO_PIN_RESET); // 熄灭LED
}
}
}
// GPIO初始化函数
static void MX_GPIO_Init(void) {
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能GPIOA时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3; // 初始化多个引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 无上拉下拉
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // 低速
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 初始化GPIO
}
代码解析：
HAL_Init(): 初始化HAL库。SystemClock_Config(): 配置系统时钟。MX_GPIO_Init(): 初始化GPIO为输出模式。HAL_GPIO_WritePin(): 控制LED的状态。HAL_Delay(500): 延时500毫秒，让LED保持点亮状态。
4. 实现方式二：使用标准库
#include "stm32f4xx.h"
void SystemClock_Config(void);
void GPIO_Init(void);
int main(void) {
SystemClock_Config(); // 配置系统时钟
GPIO_Init(); // 初始化GPIO
while (1) {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
GPIOA->ODR |= (1 << i); // 点亮LED
for (volatile int j = 0; j < 100000; j++); // 简单延时
GPIOA->ODR &= ~(1 << i); // 熄灭LED
}
}
}
// GPIO初始化函数
void GPIO_Init(void) {
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN; // 使能GPIOA时钟
// 设置PA0-PA3为输出模式
GPIOA->MODER &= ~((3 << (0 * 2)) | (3 << (1 * 2)) | (3 << (2 * 2)) | (3 << (3 * 2))); // 清除模式
GPIOA->MODER |= (1 << (0 * 2)) | (1 << (1 * 2)) | (1 << (2 * 2)) | (1 << (3 * 2)); // 设置为输出
}
代码解析：
GPIOA->ODR |= (1 << i): 使用位运算点亮指定LED。for (volatile int j = 0; j < 100000; j++);: 简单的延时实现（注意这种方式不够精准）。GPIOA->MODER: 通过直接操作寄存器设置引脚模式，首先清除之前的设置，然后配置为输出。
5. 实现方式三：直接操作寄存器
#include "stm32f4xx.h"
void GPIO_Init(void);
int main(void) {
GPIO_Init(); // 初始化GPIO
while (1) {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
GPIOA->ODR |= (1 << i); // 点亮LED
for (volatile int j = 0; j < 1000000; j++); // 延时
GPIOA->ODR &= ~(1 << i); // 熄灭LED
}
}
}
void GPIO_Init(void) {
RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOAEN; // 使能GPIOA时钟
GPIOA->MODER &= ~((3 << (0 * 2)) | (3 << (1 * 2)) | (3 << (2 * 2)) | (3 << (3 * 2))); // 清除模式设置
GPIOA->MODER |= (1 << (0 * 2)) | (1 << (1 * 2)) | (1 << (2 * 2)) | (1 << (3 * 2)); // 设置PA0-PA3为输出模式
}
代码解析：
GPIOA->ODR |= (1 << i): 直接操作输出数据寄存器点亮LED。GPIOA->MODER: 通过直接寄存器操作设置引脚模式，清除之前的模式设置后再配置为输出。
总结
通过以上三种方式，我们实现了STM32的流水灯程序。每种方法都有其独特之处：
- HAL库：易于上手，适合初学者，代码简洁。
- 标准库：提供更低层次的控制，适合需要优化性能的应用。
- 寄存器操作：最灵活，适合深入理解硬件，但需要更多的代码管理。