STM32F103C8T6第一天：认识STM32 标准库与HAL库 GPIO口推挽输出与开漏输出

1. 课程概述（297.1）

课程要求：C语言熟练，提前学完 C51

2. 开发软件Keil5的安装（298.2）

开发环境的安装

编程语言：C语言
需要安装的软件有两个：Keil5 和 STM32CubeMX

Keil5 的安装

使用 Keil4 写 STM32 代码其实也是可以，但需要很复杂的配置，不建议新手操作。

比较推荐 Keil5 编写 STM32 ，只需要一些简单的设置就可以上手，对新手友好。

安装
- 安装包（不需要太新，本课程以 MDK324 为例，最新的 MDK327 有问题）
- 安装过程一路下一步即可（建议不要安装在 C 盘）
- 安装路径一定不要有中文或空格！！（重要）
- Keil5 安装完之后，记得安装 F1 固件包
破姐
使用
- 编程与编译过程与 Keil4 完全一样

3. STM32模板工程的创建与使用（299.3）

4. 如何下载程序到STM32单片机（300.4）

烧录工具有很多种，比如：串口、J-Link、ST-Link、U-Link 等等，本教程使用 ST-Link。

安装驱动
- 官网下载（慢）https://www.st.com/en/development-tools/stsw-link009.html
- 资料包
接线
配置
代码测试（Template/USER）

c 复制代码

int main(void)
 {	//跑马灯效果，闪烁比较快
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);	
  while(1)
	{
	  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);
	  GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);
		Delay(3000000);
		GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);
		Delay(3000000);
	}
 }

5. STM32CubeMX的安装（301.5）

作用
- 通过界面的方式，快速生成工程文件。
下载
- 官网（慢）https://www.st.com/zh/development-tools/stm32cubemx.html#overview
- 资料包
安装
- 一路下一步，建议不要安装在C盘
配置
- 更新固件包位置（比较大，默认在C盘，可以更改到其它盘）
  - help ---> update settings --> Firmware Repository

6. 使用STM32CubeMX生成工程文件（302.6）

点击「ACCESS TO MCU SELECTOR」；（自己创建工程目录）（下面俩是根据st官方生成的工程文件）
左上角搜索对应的芯片，并在右侧双击对应的芯片；
点击芯片对应的引脚，并进行配置；（Serial Wire：可做重复的修改）
配置工程名称及位置：（工程名称不能有空格）（位置不能有中文）

Toolchain / IDE：MDK-ARM（启用此选项后，在生成代码之后可自动调用 Keil5 开启此项目）

按下图配置 Coder Generator ：（仅拷贝需要的库文件）（针对外设的固件库生成.c.h匹配的源文件）
点击右上角 generate code :
点击 Open Project 即可调用 Keil5 打开自动生成的工程文件。

代码（gpio_test/MDK-ARM）

c 复制代码

//main.c int main(){}
while (1)
  {//跑马灯效果：led1亮 led2灭 led1灭 led2亮 
    /* USER CODE END WHILE */
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);
		HAL_Delay(1000);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
		HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

7. STM32介绍（303.7）（*面试会问）

什么是单片机？

单片机（Single-Chip Microcomputer）是一种集成电路芯片，

把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，

在工业控制领域广泛应用。

STM系列单片机命名规则（*面试会问）

ST -- 意法半导体
M -- Microelectronics 微电子
32 -- 总线宽度

STM32F103C8T6单片机简介

8. 标准库与HAL库区别（304.8）

寄存器

寄存器众多，需要经常翻阅芯片手册，费时费力；
更大灵活性，可以随心所欲达到自己的目的；
深入理解单片机的运行原理，知其然更知其所以然。

标准库

将寄存器底层操作都封装起来，提供一整套接口（API）供开发者调用
每款芯片都编写了一份库文件，也就是工程文件里stm32F1xx...之类的；
配置结构体变量成员就可以修改外设的配置寄存器，从而选择不同的功能；
大大降低单片机开发难度，但是在不同芯片间不方便移植。

HAL库

ST公司目前主力推的开发方式，新的芯片已经不再提供标准库；
为了实现在不同芯片之间移植代码；
为了兼容所有芯片，导致代码量庞大，执行效率低下。

9. 什么是GPIO口（305.9）

定义
GPIO是通用输入输出 端口的简称，简单来说就是STM32可控制的引脚STM32芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。
简单来说我们可以控制GPIO引脚的电平变化，达到我们的各种目的。
命名规则
组编号+引脚编号
- 组编号：GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD ... GPIOG
- 引脚编号：0，1，2，3，4...15

组合起来：

PA0, PA1, PA2 ... PA15

PB0, PB1, PB2 ... PB15

PC0, PC1, PC2 ... PC15

...

有一些特殊功能的引脚是不能用作IO的。

内部框架图
下图来源于官方参考手册，了解即可。

10. 推挽输出与开漏输出（306.10）

内部结构图
推挽输出（Output Push Pull）： 可以真正能真正的输出高电平和低电平
开漏输出（Output Open Drain）： 开漏输出无法真正输出高电平，即高电平时没有驱动能力，需要借助外部上拉电阻完成对外驱动

STM32F103C8T6第一天：认识STM32 标准库与HAL库 GPIO口 推挽输出与开漏输出