STM32学习笔记（二）流水灯

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STM32学习笔记（二）流水灯

• 一、 原理部分
• • 1.1 LED原理
  • 1.2 GPIO原理
• 二、工程部分
• 三、加入宏定义

这次我们来实现LED流水灯成为点灯大师 。

使用的核心板的MCU型号为STM32F103ZET6，使用标准库函数来实现。

一、 原理部分

1.1 LED原理

其中 PWR 是系统电源指示灯，为蓝色。 LED0和 LED1分别接在 PB5 和 PE5 上，LED0为红色，LED1为绿色。
它们采用共阳极接法，所以端口置为低电平，LED灯就会亮起。

所以思路很明确，我们点亮一个LED灯后，每隔一段时间翻转它对应的IO口，就可以看到它在不断地闪烁了。

1.2 GPIO原理

在配置 STM32 外设的时候，任何时候都要先使能该外设的时钟。GPIO 是挂载在 APB2 总线上的外设，
在固件库中对挂载在 APB2 总线上的外设时钟使能是通过函数 RCC_APB2PeriphClockCmd()来实现的。
)
使能APB2外设时钟后，我们需要初始化IO参数，使用GPIO_Init()函数来实现。

完成以上的操作，我们才可以操作对应的IO口来控制LED灯的亮灭。

二、工程部分

我们先把之前建的工程模板复制，放到一个新的文件夹，文件夹可以取名为"LED流水灯"，然后打开工程。

首先我们要先初始化 LED灯的IO端口，然后才能对它们进行操作。

之前谈到的操作IO口的基本三个步骤，可以总结为：
1.RCC开启对应的GPIO时钟
2.使用GPIO_Init函数初始化对应GPIO
3.使用GPIO输出/输入函数来控制对应GPIO口

所以第一步，我们要先使用RCC_APB2PeriphClockCmd()开启外设时钟。

//使能外设时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//对应在PB口的LED0
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//对应在PE口的LED1

第二步就是使用GPIO_Init函数初始化对应GPIO参数了。
该函数的定义：

void GPIO_Init (GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct)；

这个函数有两个参数，第一个参数是用来指定 GPIO，取值范围为 GPIOA~GPIOG。
第二个参数为初始化参数结构体指针，结构体类型为 GPIO_InitTypeDef。
该结构体的定义为：

typedef struct
{
  uint16_t GPIO_Pin;  //对应要初始化的IO口          

  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;  //IO口输出速度设置

  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;   //IO口输入或输出模式
  
}GPIO_InitTypeDef;

对于简单的IO口操作，速度没有太大的要求，一般取50MHz。然后GPIO的输出模式设置为推挽输出，在这种模式下，
IO口的驱动能力很强。

接下来就可以使用 GPIO_Init（）函数来初始化GPIO了。

//配置外设时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);
//结构体变量
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
//结构体对应参数
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出模式
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
//GPIO初始化，两个LED灯对应的都是Pin_5，所以可以用同一个结构体来初始化
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct)；

通过以上代码，我们就是实现了LED的IO口初始化的操作。这些跟硬件相关的内容我们可以放在"HardWare"文件下。

事实上，每次我们初始化LED灯的GPIO都是相同的操作，我们可以在"HardWare"文件下，创建并加入"LED.h"以及"LED.c"两个文件，并且把以上的代码封装在函数"LED_Init()"中。
先在头文件"LED.h"中声明函数:

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "stm32f10x.h"                  // Device header
//函数声明
void LED_Init(void);
#endif

然后是"LED.c"中定义函数：

上面的函数就是我们初始化LED灯的GPIO的函数，你可能会注意到末尾我添加了两句新的代码：

//两个LED灯端口置为高电平,让它们在初始化后保持熄灭状态
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
	GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);

这就是我们初始化IO口后，对IO口操作的函数了，它们的意思也很好理解，GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5)即对GPIOB的5号端口置高电平(位操作)，我们之前说过，这块板子的LED灯是共阳极接法，所以如果它们对应IO口输出被置为高电平，它们就会保持熄灭状态。

如果你想点亮LED灯的话，可以使用GPIO_ResetBits(GPIOx,GPIO_Pin)，它们把指定的GPIO口输出置为低电平，对应的LED灯就会亮起。

现在我们就可以在主函数中编写流水灯的程序了，我们先让LED0亮起（红色），LED1熄灭；然后延时一段时间，让LED0熄灭，LED1亮起（绿色）。然后不断地循环这个过程，这就实现了LED流水灯。

先在主函数中插入必要的头文件：

#include “stm32f10x.h”
#include “LED.h” //这里面有我们需要的初始化LED灯的GPIO的函数

然后我们需要一个延时函数，这里采用最简单的延时方法，通过让代码跑空循环来实现延时，这样的延时精度不会很高。

void Delay(uint32_t time)
{
  uint32_t i,j;

  for(i=0;i<time;++i)
  {
    for(j=0;j<10000;++j)
    {       
   
    }
  }
}

接下来就是main函数里面的部分了，写一个while循环，然后轮流让两个灯亮起即可。

int main(void)
{
	//初始化LED
	LED_Init();
	
	while(1)
	{
		
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//PB5号口置为低电平，对应的LED0亮起
		GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);//PE5号口置为高电平，LED1熄灭
	    Delay(500); //延时一段时间
		
		GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//PB5号口置为高电平,LED0熄灭
		GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);//PE5号口置为低电平,LED1亮起
		Delay(500); //延时一段时间
		
	}
}

将代码烧录进单片机，开始点灯！

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LED流水灯

三、加入宏定义

你在看别人的代码的时候，有没有发现同样是点灯，但是别人的程序好像更简洁、直观一点？这有很大的原因是因为类似"LED1_ON"、"LED2_OFF"这样的宏定义的使用。

还是之前的main函数，但是可以是下面这个形式:

int main(void)
{
	//初始化LED
	LED_Init();
	
	while(1)
	{
		
		LED0_ON;
		LED1_OFF;
	    Delay(500); //延时一段时间
		
		LED0_OFF;
		LED1_ON;
		Delay(500); //延时一段时间
		
	}
}

其实操作很简单，只需要在"LED.h"的头文件加入一些宏定义即可。

/* 调用标准库函数方法 */
#define LED0_OFF                       GPIO_SetBits(LED0_GPIO,LED0_GPIO_PIN)
#define LED0_ON                      GPIO_ResetBits(LED0_GPIO,LED0_GPIO_PIN)

#define LED1_OFF                       GPIO_SetBits(LED1_GPIO,LED1_GPIO_PIN)
#define LED1_ON                     GPIO_ResetBits(LED1_GPIO,LED1_GPIO_PIN)

这就相当于
LED0_ON=GPIO_ResetBits(LED0_GPIO,LED0_GPIO_PIN); //LED0对应的GPIOB_Pin_5置0，点灯
LED0_OFF=GPIO_SetBits(LED0_GPIO,LED0_GPIO_PIN);//LED0对应的GPIOB_Pin_5置1，灭灯
LED1_ON =GPIO_ResetBits(LED1_GPIO,LED1_GPIO_PIN);//LED1对应的GPIOE_Pin_5置0，点灯
LED1_OFF =GPIO_SetBits(LED1_GPIO,LED1_GPIO_PIN);//LED1对应的GPIOE_Pin_5置1，灭灯

其中

LED0_GPIO=GPIOB,LED0_GPIO_PIN=GPIO_Pin_5
LED1_GPIO=GPIOE,LED1_GPIO_PIN=GPIO_Pin_5

它们也是宏定义的变量，这样程序就会更直观易懂，并且移植工程非常方便，甚至有时候只需要修改对应的几个宏定义就可以完美运行。
"LED.h"中涉及的宏定义如下，

#ifndef __LED_H
#define __LED_H

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/* 宏定义 */
#define LED0_RCC_CLOCKGPIO            RCC_APB2Periph_GPIOB
#define LED0_GPIO_PIN                 GPIO_Pin_5
#define LED0_GPIO                     GPIOB


#define LED1_RCC_CLOCKGPIO            RCC_APB2Periph_GPIOE
#define LED1_GPIO_PIN                 GPIO_Pin_5
#define LED1_GPIO                     GPIOE

			
/* 调用标准库函数方法 */
#define LED0_OFF                       GPIO_SetBits(LED0_GPIO,LED0_GPIO_PIN)
#define LED0_ON                      GPIO_ResetBits(LED0_GPIO,LED0_GPIO_PIN)

#define LED1_OFF                       GPIO_SetBits(LED1_GPIO,LED1_GPIO_PIN)
#define LED1_ON                     GPIO_ResetBits(LED1_GPIO,LED1_GPIO_PIN)


/*函数声明*/
void LED_Init(void);

#endif

此外，再对"LED_Init"函数中的输入的变量用宏定义的变量替换，这样修改宏定义的时候，对应的初始化函数也会随之修改，这样就能十分方便地移植了。

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From： https://blog.csdn.net/savage_hurricane/article/details/137005840