菜鸟学STM32之跑马灯

Posted 2021-02-28 fw-qql

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作为一名程序员,在初步学习编程想必都绕不开一个最为基础的入门级示例“Hello World”,那么,在学习单片机时，最基础的入门示例是什么呢？没错，那就是“点亮一盏LED灯”本次将通过一个经典的跑马灯程序，带大家开启 STM32F4 之旅，通过本次的学习，你将了解到 STM32F4 的 IO 口作为输出使用的方法。
我们将通过代码控制STM32F4 开发板上的两个 LED：DS0 和 DS1 交替闪烁，实现类似跑马灯的效果。

硬件连接

 

 

GPIO工作方式

• 4种输入模式：
    输入浮空
    输入上拉
    输入下拉
    模拟输入

• 4种输出模式：
   开漏输出(带上拉或者下拉)
   开漏复用功能(带上拉或者下拉)
   推挽式输出(带上拉或者下拉)
   推挽式复用功能(带上拉或者下拉)

• 4种最大输出速度：
    -2MHZ
    -25MHz
    -50MHz
    -100MHz

软件设计

led.c

#include "led.h" 
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     


//初始化PF9和PF10为输出口.并使能这两个口的时钟            
//LED IO初始化
void LED_Init(void)
{         
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//使能GPIOF时钟

  //GPIOF9,F10初始化设置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;//LED0和LED1对应IO口
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
    
    GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10);//GPIOF9,F10设置高，灯灭

}

 

该代码里面就包含了一个函数 void LED_Init(void)，该函数的功能就是用来实现配置 PF9和 PF10 为推挽输出。这里需要注意的是：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 AHB1 总线上的外设，在固件库中对挂载在 AHB1 总线上的外设时钟使能是通过函数RCC_AHB1PeriphClockCmd ()来实现的。

在设置完时钟之后，LED_Init 调用 GPIO_Init 函数完成对 PF9 和 PF10 的初始化配置，然后调用函数 GPIO_SetBits 控制 LED0 和 LED1 输出 1（LED 灭）。至此，两个 LED 的初始化完毕。这样就完成了对这两个 IO 口的初始化。

led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     
                                  
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////     


//LED端口定义
#define LED0 PFout(9)    // DS0
#define LED1 PFout(10)    // DS1     

void LED_Init(void);//初始化                             
#endif

 

这里使用的是位带操作来实现操作某个 IO 口的 1 个位的

在 main 函数里面编写如下代码：

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"


//跑马灯实验 -库函数版本

    
int main(void)
{ 
 
    delay_init(168);          //初始化延时函数
    LED_Init();                //初始化LED端口
  while(1)
    {
     LED0=0;              //LED0亮
       LED1=1;                //LED1灭
         delay_ms(500);
         LED0=1;                //LED0灭
         LED1=0;                //LED1亮
         delay_ms(500);
     }
}

 

代码包含了#include "led.h"这句，使得 LED0、LED1、LED_Init 等能在 main()函数里被调用。这里我们需要重申的是，在固件库中，系统在启动的时候会调用 system_stm32f4xx.c 中的函数SystemInit()对系统时钟进行初始化，在时钟初始化完毕之后会调用 main()函数。所以我们不需要再在 main()函数中调用 SystemInit()函数。当然如果有需要重新设置时钟系统，可以写自己的时钟设置代码，SystemInit()只是将时钟系统初始化为默认状态。main()函数非常简单，先调用 delay_init()初始化延时，接着就是调用 LED_Init()来初始化GPIOF.9 和 GPIOF.10 为输出。最后在死循环里面实现 LED0 和 LED1 交替闪烁，间隔为 500ms。

然后按

编译工程

可以看到没有错误，也没有警告。从编译信息可以看出，我们的代码占用 FLASH 大小为：5672 字节（5248+424），所用的 SRAM 大小为：1880 个字节（1832+48）。这里我们解释一下，编译结果里面的几个数据的意义：Code：表示程序所占用 FLASH 的大小（FLASH）。RO-data：即 Read Only-data，表示程序定义的常量（FLASH）。RW-data：即 Read Write-data，表示已被初始化的变量（SRAM）ZI-data：即 Zero Init-data，表示未被初始化的变量(SRAM)有了这个就可以知道你当前使用的 flash 和 sram 大小了，所以，一定要注意的是程序的大小不是.hex 文件的大小，而是编译后的 Code 和 RO-data 之和。

下载验证

下载完之后，LED0 和 LED1 循环闪烁

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