📍 本文为嵌入式学习系列第二篇，基于 GitHub 开源项目：0voice/EmbeddedSoftwareLearn
💬 作者：0voice
👀 适合对象：嵌入式初学者、STM32学习者、想搞明白外设驱动开发的C语言学习者
一、驱动是什么？为什么你必须学会写驱动？
在嵌入式系统中，驱动是连接 MCU 与外部世界的桥梁 。
你写的所有控制代码（点灯、收发数据、读取温度传感器等），最终都会通过底层驱动转换为硬件动作。
✅ 换句话说，驱动 = 让硬件动起来的 C 语言代码。
二、常用外设驱动概览
| 外设 | 功能 | 常见场景 |
|---|---|---|
| GPIO | 通用输入输出 | 点灯、按键、继电器 |
| UART | 串口通信 | 串口调试、模块通信 |
| I2C | 双线通信 | OLED、EEPROM、MPU6050 |
| SPI | 高速通信 | Flash、ADC、屏幕 |
| ADC | 模拟转数字 | 电压/光强/温度检测 |
| TIM | 定时/计数/PWM | 电机控制、呼吸灯 |
这些模块几乎构成了嵌入式开发的大部分控制面。
三、GPIO 点灯裸机驱动代码（STM32为例）
下面是一个最经典的 GPIO 控制示例：点亮 LED 灯。
🔧 初始化流程
c
#define RCC_APB2ENR (*(volatile unsigned int *)0x40021018)
#define GPIOC_CRH (*(volatile unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOC_ODR (*(volatile unsigned int *)0x4001100C)
void gpio_init() {
RCC_APB2ENR |= (1 << 4); // 开启 GPIOC 时钟
GPIOC_CRH &= ~(0xF << 20); // 配置 PC13 为推挽输出
GPIOC_CRH |= (0x1 << 20);
}💡 控制 LED 灯亮灭
c
void led_on() {
GPIOC_ODR &= ~(1 << 13); // 输出低电平
}
void led_off() {
GPIOC_ODR |= (1 << 13); // 输出高电平
}四、UART 串口通信核心代码
串口通信是调试、通信、日志输出的核心。
✍️ 简化裸机收发过程
c
void uart_send_char(char data) {
while (!(USART1->SR & 0x80)); // 等待发送完成
USART1->DR = data;
}
char uart_recv_char() {
while (!(USART1->SR & 0x20)); // 等待接收完成
return USART1->DR;
}串口需要配置波特率、停止位、奇偶校验、GPIO复用等。
✅ 初学建议配合串口助手查看收发数据。
五、I2C 与 SPI：该如何选择？
| 比较项 | SPI | I2C |
|---|---|---|
| 通信线数 | 4 | 2 |
| 通信速度 | 高 | 相对较慢 |
| 通信方式 | 全双工 | 半双工 |
| 应用场景 | Flash、LCD、音频 | OLED、温湿度传感器 |
💡 I2C 驱动 OLED 屏幕是一个非常好的练手项目！
六、驱动开发常见 Bug 与调试建议
| 问题 | 原因 | 解决建议 |
|---|---|---|
| 外设无响应 | 没开时钟 | 检查 RCC 设置 |
| 串口乱码 | 波特率不匹配 | 确认 MCU 与串口助手波特率一致 |
| SPI 全是 0xFF | 主从设置/时序错误 | 检查主设备 CS 管脚、电平时序 |
| 按键无效 | 引脚配置错误 | 检查 GPIO 模式是否为输入 |
✅ 调试技巧：善用 printf + 示波器 + 逻辑分析仪
七、推荐练习项目（从入门到进阶）
| 项目 | 涉及外设 | 难度 |
|---|---|---|
| LED 跑马灯 | GPIO | ⭐ |
| 串口温度输出 | UART + 模拟传感器 | ⭐⭐ |
| OLED 屏显示 | I2C + 显存缓冲 | ⭐⭐⭐ |
| SPI 驱动 Flash | SPI + 读写校验 | ⭐⭐⭐⭐ |
| 电压采集与显示 | ADC + OLED | ⭐⭐⭐⭐ |
这些项目可作为你学习每个驱动模块的实战切入点。
八、学习建议与驱动能力成长路线
| 阶段 | 技能 |
|---|---|
| 入门 | 点灯、串口收发 |
| 提升 | 独立驱动 OLED、EEPROM |
| 实战 | 多外设交互 + 数据逻辑 |
| 系统 | 模块化驱动架构 + RTOS驱动层封装 |
📌 建议配合芯片手册与 CubeMX 使用，逐步掌握寄存器与中间抽象层之间的转换。
九、结语与项目推荐
驱动开发不仅是连接软件和硬件的桥梁，也是你从"写代码"走向"做系统"的第一步。
💼 本文基于项目：0voice/EmbeddedSoftwareLearn
📂 项目内容涵盖：C语言基础、外设驱动、RTOS调度、系统移植等，适合系统性学习
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