STM32 - 技术栈

寄存器

寄存器：就是一个地址的别名

c 复制代码

#define GPIOF_BASE             0x40021400
#define GPIOF_ODR              *(unsigned int*)(GPIOF_BASE+0x14)
GPIOF_ODR = 0xFF;

LED闪灯实验

实现功能：实现蓝灯闪烁、红灯常亮。

点亮LED的原理图见图1.2，图2为推挽接法，当VDD导通时LED亮，当VSS导通时LED灭。也就是通过编程的方式，向IO引脚写0或者写1来控制LED的点亮或者熄灭。

除了推挽接法可以控制LED点亮和熄灭之后，还有开漏接法，见图1.3，在开漏接法中P‑MOS一直不导通，当N‑MOS关闭时，LED点亮，当N‑MOS打开时，LED熄灭。

那么怎么判断该采用推挽接法还是开漏接法呢？

对于内置的LED而言，无法选择采用推挽接法还是开漏接法，因为内部已经接好了。而对于外置LED既可以设置IO引脚为推挽还是开漏。如果外接电源则选择开漏，不外接电源则采用推挽。

见图1.4为STM32的最小系统板原理图，1代表板子上的芯片，2中D1 LED是红灯，是电源指示灯，只要给系统板通上电就会亮。D2 LED就是蓝色LED，连接的是单片机上PC13这个引脚，根据左侧VCC判断这个LED是开漏接法。后续设置PC13引脚的工作模式设置为开漏模式。

首先需要开启GPIOC的时钟，因为需要使用PC13引脚来控制LED点亮和熄灭，而PC13引脚归单片机中的GPIOC外设管理，时钟可以理解为心跳，外设可以理解为器官，給外设开启时钟可以理解为让这个外设开始工作。

之后调用GPIO的编程接口。

GPIO_Init接口是初始化一根IO引脚，初始化的意思就是在使用IO引脚之前配置一下IO引脚的参数，具体来说，

1）对于一个IO引脚一共有八种工作模式可选，4种输入、4种输出，对于一个IO引脚需在这8种中选择1钟。

2）IO引脚还有最大输出速度，是选择2M、10M、50M最大输出速度。

GPIO_WriteBit接口是向输出数据寄存器写1个bit位。

例将IO接口设置为通用输出推挽模式，调用GPIO_WriteBit函数向bit写1则IO引脚向外输出高电压，写0则IO引脚输出低电压。

IO接口设置为通用输出开漏模式，调用GPIO_WriteBit函数向bit写1则IO引脚向外输出低电压，写0则IO引脚输出高电压。

GPIO四种输入模式

GPIO 输入模式：外部电平 → 芯片物理引脚 → 引脚内部输入缓冲器 → 片内寄存器（输入数据寄存器 IDR），CPU 通过读取寄存器获知引脚电平。

施密特触发器的作用是只有电平越过上限阈值才输出高；必须跌到下限阈值以下才变回低。小幅噪声跨不过两个阈值，不会产生抖动。施密特触发器的作用最直接的就是电压转数字。

按钮实验

实现功能：按下按钮时LED点亮、松开按钮LED熄灭。

例子 1：按键读取 → 选用【上拉输入】

引脚内部默认高电平，按键一端接引脚、一端接地。

没按键：引脚 = 高电平
按下按键：引脚被拉低 = 低电平

单片机读取电平就能判断有没有按下。

上拉电阻：接线：按键一端接 GPIO，一端接 GND
下拉电阻：接线：按键一端接 GPIO，一端接 VCC

例子 2：点亮 LED → 选用【推挽输出】

GPIO 输出高电平→电流流出点亮 LED；输出低电平→熄灭。

推挽驱动力足，不用额外加电阻增强驱动。

例子 3：I2C 通信 → 选用【开漏输出 + 外部上拉电阻】

多条设备总线共用两根线，任意一个设备拉低电平即可通信，不会短路。

简易选择口诀

如果要向芯片内部输入信号，选用上拉或下拉电阻，如果外部有电源则选择下拉电阻，如果没电源则选择上拉电阻

如果要向芯片外部输出信号，选用推挽或开漏输出，如果外部有电源则选择开漏输出，如果没有电源则选择推挽输出。

先设置初始化GPIOA的时钟，之后初始化引脚gpio_pin_0和gpio_pin_1，pin_0设置为推挽输出，pin_1设置为上拉输入，因为设置为上拉输入了所以输入寄存器默认是高电平0。

串口通信协议

串口是通信接口，通信就是用来传输数据的，比如在两个芯片之间传输数据就可以通过串口。左面芯片通过TX引脚发送数据，右边芯片通过RX引脚接收数据。所以接线的时候需要将两个芯片的TX和RX交叉连接。串口要通过导线传输数据就要有数据格式，数据格式就是双方都懂的数据。

串口传输协议：在空闲时输出高电平，在数据开始之前输出一个低电平。之后输出数据，数据输出完成之后有一个高电平的停止位。之后是空闲电平。

数据传输协议可以设置下面三个内容。

数据尾可以把最后一位作校验位。
停止位也可以设置为0.5,1,1.5,2。
数据位可以是8位+1个校验位以及 7位+1个校验位。校验位可以用于积校验和偶校验。

UART

芯片内部的UART模块会将发送数据寄存器中的数据进行并到串转化，将接收寄存器的内容进行串到并的转化。并且可以设置数据帧格式，有多少个数据位、终止位有几个、校验方式是什么。如下图

串口数据帧是由一个位一个位组成的，比如起始位占1位，数据位占8位。波特率就是每秒钟最多传输多少位。常用波特率有：9600、115200、921600。

波特率可以根据时钟和波特率寄存器进行设置。波特率寄存器的值就是X，X也是分频器的值。如下图

具体编程接口如下图

USART_Init ()配置 USART 外设的通信参数，把串口硬件逻辑配置好，此时参数写到寄存器，但串口模块还没运行。USART_Init只做参数配置，不会打开 USART 外设时钟，也不会使能 USART 模块本身，配置完串口还不能收发数据。STM32 外设默认时钟是关闭的，不给时钟，外设寄存器无法读写，硬件不工作。USART 的 TX/RX 引脚是 GPIO，GPIO 也需要时钟。

初始化完USART外设之后，需要设置USART模块的TX和RX引脚，但引脚编号是多少，输入输出模式是什么，都不知道。

如下图所示，USART外设一共有5个引脚，根据数据手册中的引脚分布表，查询可知对应引脚编号。

引脚的输入输出模式分为通用和复用两种。如下图所示，通用模式是CPU直接往寄存器写值，而复用模式是CPU向对应外设模块写，外设模块再向寄存器中写值控制引脚输出。

如下图所示，是IO引脚分布表，可以看出USART1的TX和RX引脚对应PA9和PA10。

而如果PA9、PA10引脚出现问题，则可以重映射到PB6、PB7引脚。

那么知道是哪个引脚之后，就需要知道相关引脚的输入输出模式。