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Microsemi Libero SOC使用示例—建立点灯工程 嵌入式开发中的Hello World，点灯是再也基础不过的实验了，通过点灯实验，可以了解芯片GPIO的控制和开发环境IDE新建工程的流程，对于FPGA来说，每个IO口几乎一样，所以本篇文章主要学习一下如何基于Microsemi Libero集成开发环境建立一个示例工程，让一个LED以500ms的频率闪烁，以Microsemi SmartFusion系列FPGA——A2F200M3F为例，Microsemi其他系列FPGA芯片过程类似。准备工作工欲利其事，必先利其器，充分的准备工作很有必要。软件准备：Microsemi Libero SoC集成开发环境，并已经成功注册，软件版本推荐V11.8或更高版本。硬件准备：Microsemi FPGA开发板，主控芯片A2F200M3F-PQ208，其他型号芯片类似。Flash Pro 4或Flash Pro5下载器，用于给FPGA芯片下载程序和调试。新建工程的主要步骤新建工程，选择芯片型号等新建设计，使用Verilog编写点灯模块。仿真验证，对编写的点灯模块进行时序仿真，来验证是否满足设计需求。综合、管脚分配、布局、布线。生成程序文件，连接开发板，使用FlashPro下载程序到芯片内，观察现象是否和设计的一致。1.新建工程和大多数IDE一样，选择Project -> New Project，新建一个工程。输入工程名称LED_Blink，选择工程存放的路径，工程名称和路径不要有中文字符和空格，选择源文件的类型Verilog或者VHDL。选择芯片型号，这里选择Microsemi SmartFusion系列下的A2F200M3F芯片，PQ208封装，把鼠标放在所选芯片上，可以查看芯片的详细参数：封装、速度等级、温度范围，内核电压、Flash ROM大小、用户IO数目、RAM大小、Flash ROM大小，ARM Cortex-M3 SoC的外设配置等详细的参数。选择IO的电平标准，不同的电平标准，高低电平的电压范围是不同的，这里选择默认的LVTTL。是否创建MSS模块，MSS里有PLL和ARM Cortex-M3的使用，以后用到PLL和ARM核时再添加，这里先不选择，以后需要也可以再创建。是否导入已经存在的HDL文件，如果已经有一些写好的模块，可以在这里直接导入。是否导入已经存在的管脚约束文件，这里选择不添加，我们会在后面通过图形化工具来指定管脚。到这里，工程就创建完成了，然后会在存储路径下生成一个和工程名称一样的文件夹，工程相关的所以文件都存放在这里。主要包括以下几个文件夹：具体每个文件夹存放的是什么文件，我们在以后的文章再详细介绍。以上的工程配置在创建完工程之后，也可以再次更改，可以通过Project->Project Setting查看或更改配置：或者通过点击如下图标来进入配置界面：弹出如下窗口，和新建工程是一样的，可以更改FPGA的型号，但只限于同一个系列内。2.添加设计文件Microsemi Libero开发环境支持HDL方式和SmarDesign方式来创建设计，HDL方式支持VerilogHDL和VHDL两种硬件描述语言，而SmartDesign方式和Xilinx的Schematic原理图方式是一样的，是通过图形化的方式来对各个模块之间的连接方式进行编辑，两种方式都可以完成设计。由于本实验功能简单，所以以使用Verilog文件为例。创建Verilog文件创建Verilog文件有多种方式，可以直接双击左侧菜单中的Create Design->Create HDL或者点击File->New->HDL，这两种方式都可以创建一个Verilog设计文件，这里选择Verilog文件。输入模块名称：led_driver，不用添加.v后缀名，Libero软件会自动添加。源代码：module led_driver( //input input clk, //clk=2MHz input rst_n, //0=reset //output output reg led ); parameter T_500MS = 999999; //1M reg [31:0] cnt; always @ (posedge clk) begin if(!rst_n) cnt <= 32'b0; else if(cnt >= T_500MS) cnt <= 32'b0; else //cnt < T_500MS cnt <= cnt + 32'b1; end always @ (posedge clk) begin if(!rst_n) led <= 1'b1; else if(cnt >= T_500MS) led <= ~led; end endmodule可以看到，代码非常的简单，定义一个计数器，系统时钟为2MHz=500ns，500ms=1M个时钟周期，当计数到500ms时，LED翻转闪烁。3.仿真验证编写完成，之后，点击对号进行语法检查，如果没有语法错误就可以进行时序仿真了。新建Testbench文件底部切换到Design Hierarchy选项卡，在led模块上右键选择Create Testbechch创建仿真文件，选择HDL格式。给创建的testbench文件名一般为模块名后加_tb，这里为：led_driver_tb，因为我们的板子外部晶体为2M，所以这里系统时钟周期为500ns，这个也可以在文件中更改。点击OK之后，可以看到，Libero软件已经为我们生成了一些基本代码，包括输入端口的定义，系统时钟的产生，输入信号的初始化等等。我们只需要再增加几行即可。`timescale 1ns/100ps module led_driver_tb; parameter SYSCLK_PERIOD = 500;// 2MHZ reg SYSCLK; reg NSYSRESET; wire led; //add output reg initial begin SYSCLK = 1'b0; NSYSRESET = 1'b0; end initial begin #(SYSCLK_PERIOD * 10 ) NSYSRESET = 1'b0; //add system reset #(SYSCLK_PERIOD * 100 ) NSYSRESET = 1'b1; //add system set end always @(SYSCLK) //generate system clock #(SYSCLK_PERIOD / 2.0) SYSCLK <= !SYSCLK; led_driver led_driver_0 ( // Inputs .clk(SYSCLK), .rst_n(NSYSRESET), // Outputs .led(led ) //add port // Inouts ); endmodule仿真代码也非常简单，输入信号初始化，NSYSRESET在10个时钟周期之后拉低，100个时钟周期之后拉高。使用ModelSim进行时序仿真仿真代码语法检查无误后，可以进行ModelSim自动仿真，在安装Libero时，已经默认安装了ModelSim仿真软件，并和Libero进行了关联。直接双击Simulate，Libero会自动打开ModelSim。可以看到输入输出信号，已经为我们添加好了：先点击复位按钮，复位系统，然后设置要运行的时间，由于设计的是500ms闪烁一次，这里我们先运行2s，即2000ms，在ModelSim中2秒已经算是很长的时间了，然后点击时间右边的运行按钮，耐心等待，停止之后就会看到led按500ms变化一次的波形了，如下图所示，可以再添加一个cnt信号到波形观察窗口，可以看到cnt周期性的变化。使用2个光标的精确测量，可以看出，led每隔500ms翻转一次，说明程序功能是正确的。4.管脚分配与STM32等MCU不同，FPGA的引脚配置非常灵活，如STM32只有固定的几个引脚才能作为定时器PWM输出，而FPGA通过管脚分配可以设置任意一个IO口输出PWM，而且使用起来非常灵活，这也是FPGA和MCU的一个区别，当然其他的功能，如串口外设，SPI外设等等，都可以根据需要自己用HDL代码来实现，非常方便。时序仿真正常之后，就可以进行管脚分配了，即把模块的输入输出端口，真正的分配到芯片实际的引脚上，毕竟我们的代码是要运行在真正的芯片上的。打开引脚配置图形化界面双击Create/Edit I/O Attributes，打开图形化配置界面，在打开之前，Libero会先进行综合(Synthesize)、编译(Complie)，当都运行通过时，才会打开配置界面。分配管脚管脚可视化配置工具使用起来非常简单：引脚号指定、IO的电平标准，内部上下拉等等，非常直观。把时钟、复位、LED这些管脚分配到开发板原理图中对应的引脚，在分配完成之后，可以点击左上角的commit and check进行检查。在分配完成之后，为了以后方便查看已经分配的引脚，可以导出一个pdc引脚约束文件，选择Designer窗口下的File->Export->Constraint File，会导出一个led_driver.pdc文件，保存在工程目录下的constraint文件夹。一些特殊管脚的处理SmartFusion系列的FPGA芯片，在分配个别引脚，如35-39、43-47这些引脚时，直接不能分配，这些引脚属于MSS_FIO特殊引脚，具体怎么配置为通用IO，可以查看下一篇文章。而新一代的SmartFusion 2系列的FPGA芯片则没有这种情况。5.程序下载管脚分配完成之后，连接FlashPro下载器和开发板的JTAG接口，关闭Designer窗口，选择Program Device，耐心等待几分钟，如果连接正常，会在右侧输出编程信息：擦除、验证、编程等操作，下载完成之后，就会看到板子上的LED闪烁起来了。Microsemi FPGA的Flash结构和Altera、Xilinx不同，Microsemi FPGA在下载程序时，并不是下载程序到SPI Flash，而是直接下载到FPGA内部的。目前，FPGA 市场占有率最高的两大公司Xilinx和Altera 生产的 FPGA 都是基于 SRAM 工艺的，需要在使用时外接一个片外存储器以保存程序。上电时，FPGA 将外部存储器中的数据读入片内 RAM，完成配置后，进入工作状态；掉电后 FPGA 恢复为白片，内部逻辑消失。这样 FPGA 不仅能反复使用，还无需专门的 FPGA编程器，只需通用的 EPROM、PROM 编程器即可。而Microsemi的SmartFusion、SmartFusion2、ProASICS3、ProASIC3E系列基于Flash结构，具备反复擦写和掉电后内容非易失性， 因此基于Flash结构的FPGA同时具备了SRAM结构的灵活性和反熔丝结构的可靠性，这种技术是最近几年发展起来的新型FPGA实现工艺，目前实现的成本还偏高，没有得到大规模的应用。示例工程下载基于Libero V11.8.2.4的工程下载：
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HAL库开发stm32 DHT11传感器 PB1引脚设置output即可，不想用PB1，修改引脚办法，修改dht11.c文件中的所有端口和引脚现象dht11.h#ifndef __HT11_H_ #define __HT11_H_ #include "main.h" #include "stm32f1xx_hal.h" //函数原型 //void delay_us(uint8_t); //微妙延时函数，启用了一个定时器。因为DHT11通讯过程涉及微妙延时 void GPIO_Input(void); //GPIO 状态转变的函数 CUBEMX默认的GPIO初始化我只开启了相关总线的使能 //把GPIO状态（输入 输出）封装成了两个函数 void GPIO_Output(void); void DHT11_Rst(void); //主机开始采集的信号 uint8_t DHT11_Check(void); //检查DHT是否回应 uint8_t DHT11_Init(void); //初始化函数 uint8_t DHT11_ReadBit(void); //读取一位 uint8_t DHT11_ReadByte(void); //读取一个字节 uint8_t DHT11_ReadData(uint8_t *); //读取数据（40个位） #endif dht11.c#include "dht11.h" #define CPU_FREQUENCY_MHZ 72 // CPU主频，根据实际进行修改 static void delay_us(uint32_t delay) { int last, curr, val; int temp; while (delay != 0) { temp = delay > 900 ? 900 : delay; last = SysTick->VAL; curr = last - CPU_FREQUENCY_MHZ * temp; if (curr >= 0) { do { val = SysTick->VAL; } while ((val < last) && (val >= curr)); } else { curr += CPU_FREQUENCY_MHZ * 1000; do { val = SysTick->VAL; } while ((val <= last) || (val > curr)); } delay -= temp; } } void GPIO_Input(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = ; /*Configure GPIO pin : PB1 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); } void GPIO_Output(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = ; /*Configure GPIO pin : PB1 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); } void DHT11_Rst(void) //主机开始信号 { GPIO_Output(); HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET); HAL_Delay(20); HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET); delay_us(30); } uint8_t DHT11_Check(void) { uint8_t retry = 0; GPIO_Input(); while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) && retry <100) //等待回应拉位低电平 { retry++; delay_us(1); } if(retry >= 100)return 1;else retry = 0; //当变量值大于100 返回1 说明无响应 返回 0 则为正确响应 while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) && retry <100) //等待变为高电平 { retry++; delay_us(1); } if(retry >= 100)return 1; return 0; } uint8_t DHT11_Init(void) { DHT11_Rst(); return DHT11_Check(); } uint8_t DHT11_ReadBit(void) //读取一个位 { uint8_t retry = 0; while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) && retry <100) //等待变为低电平 { retry++; delay_us(1); } retry = 0; while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) && retry <100) //等待变为高电平 { retry++; delay_us(1); } delay_us(40); //40us 后如果为低电平 数据为0 高电平数据为1 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1))return 1;else return 0; } uint8_t DHT11_ReadByte(void) //读取一个字节 返回值位采集值 { uint8_t i,dat; dat = 0; for(i = 0;i < 8;i++) { dat <<= 1; //数据左移一位 dat |= DHT11_ReadBit(); //每读取到一个位 放到dat的最后一位 } return dat; } uint8_t DHT11_ReadData(uint8_t *h) { uint8_t buf[5]; uint8_t i; DHT11_Rst(); if(DHT11_Check() == 0){ for(i = 0;i < 5;i++) { buf[i] = DHT11_ReadByte(); } if(buf[0] + buf[1] + buf[2] + buf[3] == buf[4]) { *h = buf[0]; h++; *h = buf[2]; } }else return 1; return 0; } main.c添加//你自己要完成OLED显示出温度湿度哈，这个我就不写代码了，不然真的是再喂饭了呜呜 #include "dht11.h" //引入头文件 #include "stdio.h" uint8_t data[2]; //定义一个数据数组 uint8_t buff1[]="dht11 ok\r\n"; uint8_t buff2[]="dht11 error"; uint8_t str_buff[64]; //int main 死循环外面 if(DHT11_Init() == 0) { //这里显示了“温度”“湿度等字符” HAL_UART_Transmit(&huart1,buff1,sizeof(buff1),10000); } else{ //OLED_ShowStr(0,0,"DHT11 error!",1); HAL_UART_Transmit(&huart1,buff2,sizeof(buff2),10000); } HAL_Delay(1000); while (1) { if(DHT11_ReadData(data) == 0) { //显示相关数据 sprintf((char *)str_buff,"温度%d%d;湿度%d%d\r\n",data[0] /10 ,data[0] %10,data[1] /10,data[1] /10); HAL_UART_Transmit(&huart1,str_buff,sizeof(str_buff),10000); } HAL_Delay(1000); //DHT11每次采集一定要间隔1s //你自己要完成OLED显示出温度湿度哈，这个我就不写代码了，不然真的是再喂饭了呜呜！ }
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【10】基于STM32CubeMX-STM32ADC与OLED开发 目录实训案例：ADC与OLED综合训练在XMF07A或XMF07C开发板上，利用STM32CubeMX和Keil5协同开发，完成以下的功能：【1】 上电开机后，首选在OLED上显示“强国图志”图片，然后让LED1与LED2依次点亮，然后熄灭，进行灯光检测。灯光检测结束后，OLED切换至数据显示界面，分3行：第1行显示：“ sciarm.com ”第2行显示：“采样值：”第3行显示：“电压值：”【2】在主程序中，采用查询的方式，每隔0.3秒对ADC_IN0通道的光敏传感器进行一次电压数据采集，并将采样到的12位数据换算成对应的实际电压值。LED1作为A/D采样指示灯，每采样一次闪烁一下。【3】每进行完一次光敏传感器的数据采样和电压换算后，将其结果更新到OLED显示屏中相应的位置。如果光敏传感器的电压值小于1.3V，则将LED2灯点亮，反之，将LED2灯关闭。//首先需要进行OLED的底层驱动函数移植，生成相应的文字和图片数据 /* USER CODE BEGIN Includes */ //====引入OLED底层驱动的头文件======== #include "XMF_OLED_STM32Cube.h" #include "stdio.h" /* USER CODE END Includes */extern unsigned char BMP1[]; #define LED1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET) #define LED2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET) #define LED1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET) #define LED2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET) uint16_t ADC0_Value = 0; uint16_t ADC_Volt = 0; uint8_t str_buff[64];//LED灯流水点亮检测 void LED_Check() { LED1_ON(); HAL_Delay(500); LED2_ON(); HAL_Delay(500); LED1_OFF(); HAL_Delay(500); LED2_OFF(); HAL_Delay(500); }//显示开机LOGO图片 void OLED_display_pic() { OLED_Clear(); OLED_DrawBMP(0,0,128,8,BMP1); }//显示数据显示界面 void OLED_display_info() { OLED_Clear(); OLED_ShowString(6,0,(uint8_t *)"sciarm.com"); HAL_Delay(200); OLED_ShowCHinese(0,3,24); OLED_ShowCHinese(18,3,25); OLED_ShowCHinese(36,3,26); OLED_ShowString(54,3,(uint8_t *)":"); HAL_Delay(200); OLED_ShowCHinese(0,6,16); OLED_ShowCHinese(18,6,17); OLED_ShowCHinese(36,6,26); OLED_ShowString(54,6,(uint8_t *)":"); HAL_Delay(200); }//更新ADC采样数据与换算结果 void OLED_display_dat() { sprintf((char*)str_buff, "%4d", ADC0_Value); OLED_ShowString(64,3,(uint8_t *)str_buff); sprintf((char*)str_buff, "%d.%d%dV", ADC_Volt/100, (ADC_Volt%100/10), ADC_Volt%10); OLED_ShowString(64,6,(uint8_t *)str_buff); }//ADC采样过程与灯光自动控制 void Get_ADC0_Value() { HAL_ADC_Start(&hadc1); if(HAL_OK == HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 30)) { ADC0_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); ADC_Volt = ADC0_Value * 330 / 4096; if(ADC_Volt < 130) { LED2_ON(); } else { LED2_OFF(); } } HAL_ADC_Stop(&hadc1); }/* USER CODE BEGIN 2 */ OLED_Init(); //初始化OLED OLED_display_pic(); //显示开机LOGO图片 LED_Check(); //灯光检测 OLED_display_info(); //显示数据界面 /* USER CODE END 2 */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { LED1_ON(); //ADC采样指示灯点亮 Get_ADC0_Value(); //进行一次ADC采样及逻辑处理 OLED_display_dat(); //更新OLED中的采样数据 HAL_Delay(200); //延时0.2秒 LED1_OFF(); //ADC采样指示灯关闭 /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */
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【9】基于STM32CubeMX-STM32OLED开发 目录必备文件关于OLED的概述OLED：Organic Light-Emitting Display，有机发光显示。OLED具备自发光、厚度薄、视角广、功耗低、对比度高、响应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及其制作过程较简单等优异特性，并认为是一种比液晶显示更为先进的新一代平板显示技术。以目前的技术，OLED的尺寸还难以大型化，但是分辨率却可以做得很高。基于STM32的OLED应用，要做那些事情：【1】移植OLED的底层驱动函数库。【2】准备需要的中文字符和图片等数据。【3】调用OLED驱动库中的底层函数进行应用开发。OLED开发相关资源下载基于STM32CubeMX的OLED屏驱动程序库（内含4个文件）【1】XMF_OLED_STM32Cube.c：驱动程序的源文件。【2】XMF_OLED_STM32Cube.h：驱动程序的头文件。【3】XMF_OLED_Font.h：字库数据文件。【4】XMF_OLED_BMP.h：图片数据文件。基于STM32CubeMX的OLED底层驱动函数移植【1】将4个驱动文件拷贝到工程文件中，和main.c放在同一目录，并将XMF_OLED_STM32Cube.c添加到工程代码文件中，并在main.c中引入头文件XMF_OLED_STM32Cube.h。【2】根据所选用的芯片型号，修改XMF_OLED_STM32Cube.h头文件中所以用的芯片头文件。【3】根据硬件电路原理图中，修改XMF_OLED_STM32Cube.h中OLED的引脚定义。【4】查看OLED_Init(void)初始化函数的源码，根据电路接口和应用需要进行修改。OLED驱动库中常用的函数void OLED_Init(void); //OLED初始化函数 void OLED_Clear(void); //OLED清屏函数//显示英文字符串函数 void OLED_ShowString(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *p); 参数1：x，起点列坐标，0～127 参数2：y，起点行坐标，0～7 参数3：*p，字符串指针 返回值：void，无。//显示中文字符函数 void OLED_ShowCHinese(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char no); 参数1：x，起点列坐标，0～127 参数2：y，起点行坐标，0～7 参数3：no，待显示中文字符在数组Hzk[][32]中的位置。 返回值：void，无。//显示图片函数 void OLED_DrawBMP( unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1,unsigned char y1,unsigned char BMP[]); 参数1：x0，起点列坐标，0～127 参数2：y0，起点行坐标，0～7 参数3：x1，图片的列范围，1～128 参数4：y1，图片的行范围，1～8 参数5：BMP[]，待显示图片数据的数组。 返回值：void，无。实训案例：STM32控制OLED显示要点字库软件中行前后缀不需要括号在XMF07A或XMF07C开发板上，利用STM32CubeMX和Keil5协同开发，完成以下的功能：【1】用取字模软件生产一张图片数据，作为开机界面在OLED上显示。【2】0.5秒后进入信息界面， 第1行显示网址“sciarm.com”， 第2行显示中文“小蜜蜂笔记”，第3行显示日期“2022-02-18”。//用取字模软件生成开机LOGO图片数据，并拷贝到XMF_OLED_BMP.h的数组中。 const unsigned char BMP1[] = { 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, //此处省略64×62个字节元素 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, };//用取字模软件生成所需中文字符数据，保持到XMF_OLED_Font.h中的Hzk[]数组。 const unsigned char Hzk[][32]={ , ,/*"小",0*/ /* (16 X 16 , 宋体 )*/ , ,/*"蜜",1*/ /* (16 X 16 , 宋体 )*/ , ,/*"蜂",2*/ /* (16 X 16 , 宋体 )*/ , ,/*"笔",3*/ /* (16 X 16 , 宋体 )*/ , ,/*"记",4*/ /* (16 X 16 , 宋体 )*/ };extern unsigned char BMP1[]; void OLED_display_pic() { OLED_Clear(); OLED_DrawBMP(0,0,128,8,BMP1); }void OLED_display_info() { OLED_Clear(); OLED_ShowString(6,0,(uint8_t *)"sciarm.com"); OLED_ShowCHinese(10,3,0); //小 OLED_ShowCHinese(28,3,1); //蜜 OLED_ShowCHinese(46,3,2); //蜂 OLED_ShowCHinese(64,3,3); //笔 OLED_ShowCHinese(82,3,4); //记 OLED_ShowString(24,6,(uint8_t *)"2022-02-18"); }//在mian()函数中添加下面的代码： /* USER CODE BEGIN 2 */ OLED_Init(); //OLED初始化 OLED_display_pic(); //显示图片 HAL_Delay(500); //延时0.5秒 OLED_display_info(); //显示信息 /* USER CODE END 2 */
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【8】基于STM32CubeMX-STM32ADC开发基础 目录STM32的ADC资源概述STM32F103ZE芯片（144脚）中有ADC1、ADC2、ADC3共3个12位逐次逼近型模数转换器，具有18个测量通道，可测量16个外部和2个内部信号源（内部温度和内部参考电压）。这2个内部信号源只能连接到ADC1。ADC的各个通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。A/D转换结果以左对齐或右对齐的方式，存储在16位规则组或者注入组数据寄存器中。按照A/D转换的组织形式来划分，ADC的模拟输入通道分为规则组和注入组两种。ADC可以对一组最多16个通道按照指定的顺序逐个进行转换，这组指定的通道称为规则组。在实际应用中，可能需要中断规则组的转换，临时对某些通道进行转换，好像这些通道注入了原来的规则组，故称注入组，最多由4个通道组成。ADC启动与停止相关的HAL库函数//查询，阻塞方式，启动ADC HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start(ADC_HandleTypeDef* hadc); //查询，阻塞方式，停止ADC HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop(ADC_HandleTypeDef* hadc); //中断，非阻塞方式，启动ADC HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Start_IT(ADC_HandleTypeDef* hadc); //中断，非阻塞方式，停止ADC HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_Stop_IT(ADC_HandleTypeDef* hadc);ADC转换结果读取的HAL库函数uint32_t HAL_ADC_GetValue(ADC_HandleTypeDef* hadc); 参数1：hadc，ADC实例指针。 返回值：uint32_t，ADC转换结果。查询方式，阻塞式A/D转换HAL库函数HAL_StatusTypeDef HAL_ADC_PollForConversion(ADC_HandleTypeDef* hadc, uint32_t Timeout); 参数1：hadc，ADC实例指针。 参数2：Timeout，超时时间。 返回值：HAL_StatusTypeDef，函数执行状态。应用实例：用查询的方式，进行一次A/D采样并将结果读出。 uint16_t ADC_Value = 0; //以查询的方式启动ADC HAL_ADC_Start(&hadc); //等待一次规则组的ADC转换完成，并将结果读出 if(HAL_OK == HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10)) { ADC0_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); }中断方式，非阻塞式A/D转换HAL库函数应用实例：用中断的方式，进行一次A/D采样并将结果读出。 uint16_t ADC_Value = 0; //以中断的方式启动ADC HAL_ADC_Start_IT(&hadc); //重写ADC转换完成中断回调函数 void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc) { ADC0_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); }实训案例：ADC单次数据采样与电压换算在XMF07A或XMF07C开发板上，利用STM32CubeMX和Keil5协同开发，完成以下的功能： 【1】将ADC_IN0设置为12位ADC，右对齐，启用中断。【2】分别用查询和中断这2种方式，每隔0.5秒采样一次ADC的数据。【3】将每次读取到的ADC采样值转换为对应电压值，发送到上位机。【4】LED1作为采样指示灯，在ADC转换过程中点亮，其余时间熄灭。要点配置串口没有接收中断，不需要对NVIC进行使能#include "stdio.h" #define LED1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET) #define LED1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET) uint16_t ADC0_Value = 0, ADC0_Volt = 0; uint8_t str_buff[64];void UR1_Send_Info() { sprintf((char *)str_buff,"采样值：%d，电压值：%d.%d%dV\r\n",ADC0_Value,ADC0_Volt/100,(ADC0_Volt%100)/10,ADC0_Volt%10); HAL_UART_Transmit(&huart1,str_buff,sizeof(str_buff),10000); }用查询，阻塞的方式来实现void Get_ADC_Value() { HAL_ADC_Start(&hadc1); LED1_ON(); if(HAL_OK == HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,10)) { ADC0_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); ADC0_Volt = ADC0_Value * 330 / 4096; } UR1_Send_Info(); LED1_OFF(); HAL_ADC_Stop(&hadc1); }//在mian()函数中添加以下代码： /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { Get_ADC_Value(); //启动一个阻塞式的ADC转换并读取数据 // UR1_Send_Info(); //向上位机发生采样值和电压值 HAL_Delay(500); //延时0.5秒，再进行下一次ADC采样 /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */用中断，非阻塞的方式来实现void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc) { if(hadc->Instance == ADC1) { ADC0_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //读取ADC转换结果 ADC0_Volt = ADC0_Value * 330 / 4096; //将采样值换算成电压值 UR1_Send_Info(); //向上位机发生ADC采样信息 LED1_OFF(); //关闭LED1采样指示灯 } }//在mian()函数中添加以下代码： /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { HAL_ADC_Start_IT(&hadc1); //启动一个非阻塞式的ADC转换并读取数据 LED1_ON(); //点亮LED1采样指示灯 HAL_Delay(500); //延时0.5秒，再进行下一次ADC采样 /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */
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【7】基于STM32CubeMX-STM32ADC模数转化基本原理 目录模数转换器(ADC)概述ADC：Analog-to-Digital Converter将时间和幅值连续的模拟量转化为时间和幅值离散的数字量，A/D转换一般要经过采样、保持、量化和编码4个过程。常用ADC：逐次逼近型、双积分型、∑-Δ型。ADC的几个技术指标【1】量程：指ADC所能输入模拟信号的类型和电压范围，即参考电压。信号类型包括单极性和双极性。【2】转换位数：量化过程中的量化位数n。 A/D转换后的输出结果用n位二进制数来表示。【例】：10位ADC的输出值就是0～1023。【3】分辨率：ADC能够分辨的模拟信号最小变化量。计算公式是，分辨率 = 量程 / 2的n次方【例】：量程为单极性0-5V，8位ADC的分辨率是，5 / 256 = 0.0195V【4】转换时间：ADC完成一次完整的A/D转换所需要的时间，包括采样、保持、量化、编码的全过程。剖析ADC的基本转换过程实训案例：ADC数据采样的计算应用有一个温度测控系统，已知温度传感器在0到100度之间为线性输出，参考电压为5V，采用8为的A/D转换器，0度的时候，测的电压为1.8伏，100度的时候，测的电压为4.3伏。【问题1】：系统的分辨率是多少？【问题2】：采集到数据10010001，表示多大电压？温度是多少？由于温度是线性变化，先求得斜率k，得到温度和电压的关系表达式。k = (100 – 0)/(4.3-1.8) = 40, y = 40*(x-1.8) (x为采样得到的电压)由于采用的是8为ADC，参考电压为5V，所以分辨率为：5 / 256 = 0.0195V = 19.5mV（最小能分辨的电压，分辨率）0.0195 * 40 = 0.78度（最小能分辨的温度）因为 10010001B = 91H = 145(16x9+1)， 所以 0.0195 * 145 = 2.8275V该电压信号对应的温度是：(2.83V – 1.8V) * 40 = 41.1摄氏度
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【6】基于STM32CubeMX-STM32定时器与串口综合训练 目录关于sprintf()函数的用法sprintf()，指的是字符串格式化函数，把格式化的数据写入某个字符串中。int sprintf(char string, char format [,argument,…]);引入头文件 #include “stdio.h“【例】：有一个表示温度的整型变量tmp，现在要将其格式化为字符串“温度是：XX摄氏度”，并将其通过串口1发送出去。#include "stdio.h" uint8_t Str_buff[64]; sprintf((char*)Str_buff, "温度是: %d摄氏度", tmp); HAL_UART_Transmit(&huart1, Str_buff, sizeof(Str_buff), 0xFFFF);实训案例：定时器与串口综合训练配置要点时钟外设在XMF07A或XMF07C开发板上，利用STM32CubeMX和Keil5协同开发，完成以下的功能：【1】开机后，LED1与LED2依次点亮，然后熄灭，进行灯光检测，高电平点亮LED灯。【2】系统通过串口1向上位机发送一个字符串“=========XMF07欢迎你！==========”。【3】LED1作为一个秒闪灯，系统向上位机发送完字符串后，开始亮0.5秒，灭0.5秒….循环闪烁，并启动系统运行时间的记录，其时分秒格式为 “XX：XX：XX”。【4】上位机通过一个由3个字节组成的命令帧控制LED2灯的开关。该命令帧的格式为 “0xBF 控制字 0xFB”。0xBF为帧头，0xFB为帧尾，控制字的定义如下：0xA1：打开LED2，返回信息 “XX:XX:XX LED2打开。”0xA2：关闭LED2，返回信息 “XX:XX:XX LED2关闭。”其他：返回信息 “XX:XX:XX 这个一个错误指令！”。#define LED1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET) #define LED2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET) #define LED1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET) #define LED2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET) #define LED1_TOG() HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9) #define LED2_TOG() HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8) uint8_t str1[] = "===============XMF07欢迎你！================\r\n"; uint8_t hh = 0, mm = 0, ss = 0, ss05 = 0; uint8_t str_buff[64]; uint8_t Rx_dat[16];void Ckeck_LED() { LED1_ON(); HAL_Delay(500); LED2_ON(); HAL_Delay(500); LED1_OFF(); HAL_Delay(500); LED2_OFF(); HAL_Delay(500); }void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { LED1_TOG(); ss05++; if(ss05 == 2) { ss05 = 0; ss++; if(ss == 60) { ss = 0; mm++; if(mm == 60) { mm = 0; hh++; } } } }void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { if(huart->Instance == USART1) { if(Rx_dat[0] == 0xBF && Rx_dat[2] == 0xFB) { switch(Rx_dat[1]) { case 0xa1: LED2_ON(); sprintf((char *)str_buff,"%d:%d:%d LED2打开！\r\n",hh,mm,ss); break; case 0xa2: LED2_OFF(); sprintf((char *)str_buff,"%d:%d:%d LED2关闭！\r\n",hh,mm,ss); break; default: sprintf((char *)str_buff,"%d:%d:%d 这是一个错误的命令！\r\n",hh,mm,ss); break; } HAL_UART_Transmit(&huart1,str_buff,sizeof(str_buff),10000); HAL_UART_Receive_IT(&huart1,Rx_dat,3); } } }//在mian()函数中添加以下代码： Ckeck_LED(); //LED灯流水检测 HAL_UART_Transmit(&huart1,str1,sizeof(str1),0xFFFF); //向上位机发送欢迎字符 HAL_UART_Receive_IT(&huart1,Rx_dat,3); //启动串口1接收上位机3个字节 HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); //启动定时器TIM2
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【5】基于STM32CubeMX-STM32串口数据收发 目录串行接口相关知识点并行通信、串行通信的概念。单工、半双工、全双工的概念。异步串行通信：通信双方在没有同步时钟的前提下，将一个字符（包括特定的附加位）按位进行传输的通信方式。波特率：每秒钟传输的二进制位数，如9600bps。TTL电平<—->RS232：MAX3232 SP3232串口<———>USB接口：CH340 CP2012STM32芯片的串口UASRT功能十分强大，但对于日常编程而言，使用最多的还是异步串行通信。串口1：USART1_TX与PA9复用，USART1_RX与PA10复用。串口2：USART2_TX与PA2复用，USART2_RX与PA3复用。HAL库中串口发送的重要函数////查询方式，阻塞式发送函数（初学者，推荐使用） HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart,uint8_t *pData,uint16_t Size, uint32_t Timeout); 参数1：huart，串口实例的指针。 参数2：*pData，待发送数据缓冲区的指针。 参数3：Size，待发送数据的字节数。 参数4：Timeout，超时时间值。 返回值：HAL_StatusTypeDef，函数执行状态。 typedef enum { HAL_OK = 0x00U, HAL_ERROR = 0x01U, HAL_BUSY = 0x02U, HAL_TIMEOUT = 0x03U } HAL_StatusTypeDef; ////中断方式，非阻塞式发送函数 HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart,uint8_t *pData, uint16_t Size); 参数1：huart，串口实例的指针。 参数2：*pData，待发送数据缓冲区的指针。 参数3：Size，待发送数据的字节数。 返回值：HAL_StatusTypeDef，函数执行状态。 ////串口发送完毕中断回调函数 void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)应用举例：使用非阻塞式的串口发送函数，将发送缓数组dat_Txd中的前5个数据发送到USART1，在数据发送完成后，翻转PB9引脚的输出电平。 //使用中断，非阻塞方式 HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, dat_Txd, 5); void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { if(huart->Instance == USART1); { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9); } } //使用查询，阻塞方式 HAL_UART_Transmit(&huart1, dat_Txd, 5, 10000); HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);HAL库中串口接收的重要函数////查询方式，阻塞式接收函数 HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout); 参数1：huart，串口实例的指针。 参数2：*pData，数据接收据缓冲区的指针。 参数3：Size，待接收数据的字节数。 参数4：Timeout，超时时间值。 返回值：HAL_StatusTypeDef，函数执行状态。 非阻塞式接收函数（推荐使用） HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart,uint8_t *pData,uint16_t Size); 参数1：huart，串口实例的指针。 参数2：*pData，数据接收据缓冲区的指针。 参数3：Size，待接收数据的字节数。 返回值：HAL_StatusTypeDef，函数执行状态。 ////串口接收完毕中断回调函数 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);应用举例：使用非阻塞式的串口接收函数，接收USART1中的一个字节，将其保存在dat_Rxd变量中，在数据接收完成后，判断该字节，若为0x5A，则翻转PB8引脚的输出电平。 //使用中断，非阻塞方式 HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, &dat_Rxd, 1); void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { if(huart->Instance == USART1) { if(dat_Rxd == 0x5A) HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8); } }实训案例：上位机通过串口控制LED灯开关调试要点：在XMF07A或XMF07C开发板上，利用STM32CubeMX和Keil5协同开发，完成以下的功能：【1】开机后，向串口1发送“hello world！”。【2】串口1收到字节指令“0xA1”，打开LED1，发送“LED1 Open！”。【3】串口1收到字节指令“0xA2”，关闭LED1，发送“LED1 Closed！”。【4】在串口发送过程中，打开LED2作为发送数据指示灯。#define LED1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET) #define LED1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET) #define LED2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET) #define LED2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET) uint8_t Tx_str1[] = "hello world!\r\n"; uint8_t Tx_str2[] = "LED1 Open!\r\n"; uint8_t Tx_str3[] = "LED1 Closed!\r\n"; uint8_t Rx_dat = 0;void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { if(huart->Instance == USART1) { if(Rx_dat == 0xa1) { LED1_ON(); LED2_ON(); HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str2,sizeof(Tx_str2),10000); LED2_OFF(); HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1); } else if(Rx_dat == 0xa2) { LED1_OFF(); LED2_ON(); HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str3,sizeof(Tx_str3),10000); LED2_OFF(); HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1); } } }//在mian()函数中添加以下代码： LED2_ON(); HAL_UART_Transmit(&huart1,Tx_str1,sizeof(Tx_str1),10000); //向上位机发送“hello world!” LED2_OFF(); HAL_UART_Receive_IT(&huart1,&Rx_dat,1); //启动串口1接收上位机1个字节
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【4】基于STM32CubeMX-STM32定时器开发 目录定时器的基本概述通过滴漏和漏沙瓶这两个例子简单讲述定时器的基本工作原理。STM32的常见的定时器资源： 系统嘀嗒定时器SysTick、看门狗定时器WatchDog、实时时钟RTC、基本定时器、通用定时器、高级定时器。系统嘀嗒定时器SysTick ：这是一个集成在Cortex M3内核当中的定时器，它并不属于芯片厂商的外设，也就是说使用ARM内核的不同厂商，都拥有基本结构相同的系统定时器。主要目的是给RTOS提供时钟节拍做时间基准。基本定时器：TIM6、TIM7。通用定时器：TIM2、TIM3、TIM4、TIM5。在基本定时器的基础上，实现输出比较、输入捕获、PWM生成、单脉冲模式输出等功能。这类定时器最具代表性，使用也最广泛。高级定时器：TIM1、TIM8。STM32通用定时器的重要知识点通用定时器的基本结构组成：STM32的通用定时器,是一个通过可编程预分频器（Prescaler）驱动的16位自动重装主计数器（Counter Period）构成。可以对内部时钟或触发源以及外部时钟或触发源进行计数。通用定时器的基本工作原理：首先，定时器时钟信号送入16位可编程预分配器（Prescaler），该预分配器系数为0～65535之间的任意数值。预分配器溢出后，会向16位的主计数器（Counter Period）发出一个脉冲信号。预分频器，本质上是一个加法计数器，预分频系数实际上就是加计数的溢出值。定时器发生中断时间的计算方法：定时时间 = (Prescaler+1 ) X (Counter Period+1) X 1/ 定时器时钟频率时钟信号1KHz，Prescaler为9，Counter Period为999，定时时间？计算案例实训案例：外部中断信号控制LED灯开关配置要点在XMF07A或XMF07C开发板上，利用STM32CubeMX和Keil5协同开发，完成以下的功能：【1】利用TIM2实现间隔定时，每隔0.2秒将LED1的开关状态翻转。【2】利用TIM3实现间隔定时，每隔1秒将LED2的开关状态翻转。【3】修改TIM2的初始化代码，改为每隔0.5秒将LED1的开关状态翻转。/* USER CODE BEGIN 0 */ void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if(htim->Instance == TIM2) //处理TIM2间隔定时中断 { AL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9); } if(htim->Instance == TIM3) //处理TIM3间隔定时中断 { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8); } } /* USER CODE END 0 *//* USER CODE BEGIN 2 */ HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2); //启动定时器TIM2 HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); //启动定时器TIM3 //有IT的代表使能时钟中断 /* USER CODE END 2 */
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【3】基于STM32CubeMX-STM32中断系统 目录中断什么意思你打开火，烧上一壶水。然后去洗衣服，在洗衣服的过程中，突然听到水壶发出水开的报警声，这时，你停止洗衣服动作，立即去关掉火，然后将开水灌入暖水瓶中，灌完开水后，你又回去继续洗衣服。这个过程中实际上就发生了一次中断。如图：STM32的中断系统理解中断、中断源、中断向量、中断优先级、中断服务函数…等基础概念。ARM Cortex M3内核支持256个中断，包括16个内核中断和240个外设中断，拥有256个中断优先级别。STM32的中断通道可能会由多个中断源共用。这就意味着，某一个中断服务函数也可能被多个中断源所共用。所以，在中断服务函数的入口处，需要有一个判断机制，用以辨别是那个中断触发了中断。STM32微处理器的内核中有一个NVIC（嵌套向量中断控制器）的设备，它对中断进行统一的协调和控制，其中最主要的工作就是控制中断通道的使能和确定中断的优先级。STM32中有2个优先级的概念：抢占优先级和响应优先级，每个中断都需要指定这两种优先级。如果两个抢占优先级相同的中断同时到达，NVIC会根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个。如果两个同时到达的中断的抢占优先级和响应优先级都相等，则根据中断的自然排位顺序来决定响应哪一个。STM32的外部中断外部中断EXTI是STM32微处理器实时处理外部事件的一种机制，由于中断请求主要来自GPIO端口的引脚，所以称为外部中断。STM32F013微处理器有19个能产生事件/中断请求的边沿检测器，每个输入线可以独立地配置成输入类型（脉冲或挂起）和对应的触发事件（上升沿、下降沿或双边沿触发），也可以独立地屏蔽。EXTI0～EXTI15：GPIO端口引脚。EXTI16：PVD输出，可编程电压监测。EXTI17：RTC闹钟。EXTI18：USB唤醒。外部中断的程序设计思路传统STM32外部中断设计步骤 ：【1】将GPIO初始化为输入端口。【2】配置相关I/O引脚与中断线的映射关系。【3】设置该I/O引脚对应的中断触发条件。【4】配置NVIC，并使能中断。【5】编写中断服务函数。配置要点提示引脚设外部中断，上升沿，上拉使能NVIC基于STM32CubeMX的外部中断设计步骤： 【1】在STM32CubeMX中指定引脚，配置中断初始化参数。选择GPIO引脚的功能，设置中断信号触发条件，使能NVIC对应的中断通道。【2】重写该I/O引脚对应的中断回调函数。外部中断初始化函数剖析//外部中断初始化相关的操作在gpio.c文件中的MX_GPIO_Init()函数完成。 void MX_GPIO_Init(void) { /*===================== 此处省略无关代码。 ======================*/ /* EXTI interrupt init 外部中断初始化*/ HAL_NVIC_SetPriority(EXTI9_5_IRQn, 0, 0); //设置EXIT9~EXIT5中断的优先级 HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn); //使能EXIT9~EXIT5中断通道 HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn); }外部中断服务函数的编写实训案例：外部中断信号控制LED灯开关在XMF07A或XMF07C开发板上， 利用STM32CubeMX和Keil5协同开发， 完成以下的功能：【1】将KEY2，即PC13设置为外部中断输入，下降沿触发。在中断服务函数中，切换LED1的开关状态。【2】将KEY4，即PB5设置为外部中断输入，上升沿触发。在中断服务函数中，切换LED2的开关状态。//外部中断的初始化函数由STM32CubeMX辅助生成，用户只需要重写中断回调函数。 /* USER CODE BEGIN 0 */ void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9); } if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_5) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8); } } /* USER CODE END 0 */
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【2】基于STM32CubeMX-STM32按键开发 目录按键扫描的基本原理按键信号是如何识别的?一般来说，按键的两个引脚的一端通过电阻上拉到高电平，另一端则接地。在没有按键按下的时候，输入引脚为高电平，当有按键按下，输入引脚则为低电平。通过反复读取按键输入引脚的信号，然后识别高低电平来判断是否有按键触发。为什么去抖动?按键的输入引脚有低电平产生不代表一定是有按键按下，也许是干扰信号 ， 因此，需要通过去抖动处理，将这些干扰信号过滤，从而获得真实的按键触发信号。如何去抖动?首次检测到按键输入引脚有低电平后，稍作延时，再次读取该引脚，如还是低电平，则确认为按键触发信号；否则，判断为干扰信号，不予处理。GPIO输入电平读取HAL库函数GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin( GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); 参数1：GPIOx，端口号，如：GPIOB,GPIOF。 参数2：GPIO_Pin，引脚号，如：GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_12。 返回值：GPIO_PinState，引脚的电平状态。 应用举例：判断PC13引脚的输入信号，若为高电平，则将PB9引脚控制的LED灯的开关状态切换。 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_SET) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_9); }实训案例：按键控制LED灯开关要点提示配置输入引脚时候注意是否存在上拉在XMF07A或XMF07C开发板上， 利用STM32CubeMX和Keil5协同开发， 完成以下的功能：【1】按下KEY2按键，切换LED1的开关状态。【2】按下KEY3按键，松开后，切换LED2的开关状态。【3】按下KEY4按键，把点亮的LED灯全部关闭。#define KEY2 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13) #define KEY3 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) #define KEY4 HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5)void Scan_Keys() { if(KEY2 == GPIO_PIN_RESET) { HAL_Delay(5); if(KEY2 == GPIO_PIN_RESET) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9); while(KEY2 == GPIO_PIN_RESET); } } if(KEY3 == RESET) { HAL_Delay(5); if(KEY3 == RESET) { while(KEY3 == RESET); HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8); } } if(KEY4 == 0) { HAL_Delay(5); if(KEY4 == 0) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET); while(KEY2 == 0); } } }/* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { Scan_Keys(); /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */
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【1】基于STM32CubeMX-STM32GPIO端口开发 目录STM32CubeMX的声明【1】STM32CubeMX 是一个代码辅助生成工具，在生成工程代码的同时，根据你的功能选择和配置帮你做了必要的初始化，这也就意味着你不再需要对底层的特殊功能寄存器进行初始化配置，但是不代表你就可以不去学习 STM32 的基本知识和各个外设的工作原理与参数特性等。【2】虽然不再要求你去了解 STM32 底层寄存器的定义，但却要求你要了解由 STM32CubeMX生产的代码内在的逻辑联系以及 HAL 库中的常用函数原型与使用。【3】STM32CubeMX 的最大好处就是，使开发流程、文件结构、库函数等标准化protuesSTM32仿真开发板下载STM32的GPIO端口知识要点GPIO：General Purpose Input & OutputSTM32芯片最拥有GPIOA、GPIOB…GPIOG等7组端口，每组端口最多拥有Pin0、Pin1…Pin15共16个引脚。STM32的每个I/O端口都可以自由编程，但I/O端口寄存器必须按32位字被访问。STM32的每个I/O端口都由7个寄存器来控制。STM32的GPIO端口可以由软件配置成8种模式：推挽输出、开漏输出、推挽式复用功能、开漏式复用功能；模拟输入、浮空输入、下拉输入、上拉输入。GPIO电平输出HAL库函数void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState); 参数1：GPIOx，端口号，如：GPIOB,GPIOF。 参数2：GPIO_Pin，引脚号，如：GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_12。 参数3：PinState，引脚输出状态。高电平----GPIO_PIN_SET；低电平----GPIO_PIN_RESET。 返回值：void，空。 应用举例：向PB8引脚输出高电平。 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);GPIO电平翻转HAL库函数void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); 参数1：GPIOx，端口号，如：GPIOB,GPIOF。 参数2：GPIO_Pin，引脚号，如：GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_12。 返回值：void，空。 应用举例：将PA3引脚输出电平翻转。 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_3);GPIO初始化函数源码剖析void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = ; /* GPIO端口时钟使能 */ __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); /*配置GPIO端口引脚的初始化输出电平 */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET); /*配置GPIO端口输入引脚 : PC13 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13; //GPIO端口的引脚号是：13 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; //GPIO的模式是：输入 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; //没有上拉 HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct); //将参数结构设置到GPIOC端口 /*配置GPIO端口输出引脚 : PB8 PB9 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9; //GPIO端口的引脚号是：8和9 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //GPIO的模式是：输出 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; //没有上拉 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; //GPIO的输出速度是：非常低速 HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); //将参数结构设置到GPIOB端口 }实训案例：基于STM32CubeMX的跑马灯在XMF07A或XMF07C开发板上，利用STM32CubeMX对STM32芯片的LED控制引脚进行配置并快速生产项目，在Keil5中进行代码编写，实现跑马灯功能，即：LED1灯亮，过一会，LED2灯亮，过一会，LED1灯熄灭，过一会，LED2灯熄灭….如此循环。XMF07C开发板：STM32L151C8T6 （电路功能兼容物联网国赛设备）XMF07A开发板：STM32F103C8T6/* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET); //向PB9输出高电平，点亮LED1灯 HAL_Delay(500); //延时500ms HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET); //向PB9输出低电平，熄灭LED1灯 HAL_Delay(500); //延时500ms HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9); //用翻转电平的方式，实现LED1灯的点亮与熄灭 HAL_Delay(500); //延时500ms HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8); //用翻转电平的方式，实现LED2灯的点亮与熄灭 HAL_Delay(500); //延时500ms /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN 3 */ } /* USER CODE END 3 */仿真开发实例原理图:1.新建CubeMX工程选择对应的MCU,在proteus8中支持STM32F103的几款muc，这里我们选择STM32R6 设置下载方式 配置LED灯的GPIO配置时钟树选择keil5工程（或者其他工程）勾选此处可以使得每个初始化的外设有独立的.c和.h生成MDK工程添加LED闪烁的代码，并编译生成.hex文件HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_5); HAL_Delay(0XFF)将hex文件下载到proteus8中去此时仿真会报错，原因是电源为接入，只需要将电源接入即可此处VDDA，VSSA分别加入到电网VCC与GND中，详细可以百度最后，就可以看到有一个LED灯反复交替闪烁！
