嵌入式开发之STM32学习笔记day06

基于STM32F103C8T6的开发实践——从入门到精通01

1. 引言

        STM32系列微控制器是STMicroelectronics推出的一款高性能、低功耗的32位微控制器,广泛应用于嵌入式系统中。STM32F103C8T6是其中非常受欢迎的一款,凭借其强大的性能、丰富的外设接口和低廉的价格,成为了开发者的首选之一。本文将通过实例,详细介绍如何基于STM32F103C8T6进行开发,并带领读者完成从简单的点亮LED到复杂外设控制的过程。

2. STM32F103C8T6概述

        STM32F103C8T6属于STM32F1系列,核心采用ARM Cortex-M3架构,工作频率最高可达72MHz,具有64KB的Flash存储器和20KB的RAM,支持丰富的外设接口,如USART、SPI、I2C、PWM、ADC等。其广泛应用于传感器数据采集、通信模块、工业控制等领域。

2.1 STM32F103C8T6的主要特点
  • 32位ARM Cortex-M3内核
  • 最高主频72MHz
  • 64KB Flash和20KB SRAM
  • 丰富的外设接口:USART、I2C、SPI、CAN、PWM、ADC等
  • 内置8通道12位分辨率的ADC
  • 低功耗设计,支持多种休眠模式
2.2 常见应用场景
  • 工业控制
  • 无线通信
  • 智能家居
  • 机器人控制
  • 数据采集与处理

3. 开发环境搭建

        为了开始STM32F103C8T6的开发,我们需要配置开发环境。这里推荐使用Keil uVision 5和STM32CubeMX这两个工具。Keil uVision 5是一款功能强大的嵌入式开发集成环境,而STM32CubeMX则可以帮助我们简化STM32的初始化代码配置。

3.1 安装Keil uVision 5

  1. 从Keil官网(https://www.keil.com)下载并安装Keil uVision 5。
  2. 配置好项目的目标微控制器为STM32F103C8T6。
  3. 安装相应的编译工具链和调试工具。
3.2 安装STM32CubeMX
  1. 从ST官方(https://www.st.com)下载并安装STM32CubeMX。
  2. 打开STM32CubeMX,选择目标芯片STM32F103C8T6,配置所需的外设。
  3. 生成初始化代码,导入到Keil中进行开发。
3.3 配置调试工具
  1. 使用ST-Link v2调试器进行程序下载和调试。
  2. 连接ST-Link调试器到STM32F103C8T6的SWD接口。

4. STM32F103C8T6开发实践

4.1 点亮LED:基础GPIO操作

        GPIO(General Purpose Input/Output)是STM32F103C8T6中最常见的外设之一。我们可以通过配置GPIO来控制LED灯的点亮与熄灭。

4.1.1 硬件连接
  1. 将一个LED与适当的电阻串联,连接到STM32的PA5引脚。
  2. 将另一端接地。
4.1.2 软件代码

        通过STM32CubeMX生成初始化代码,配置PA5为输出模式,然后编写代码使LED闪烁。

#include "stm32f10x.h"void GPIO_Configuration(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  // 开启GPIOA的时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;  // 配置PA5引脚GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  // 配置为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  // 配置为50MHz速度GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  // 初始化PA5
}void delay(uint32_t count)
{while(count--);
}int main(void)
{GPIO_Configuration();  // 配置GPIOwhile(1){GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);  // 点亮LEDdelay(500000);  // 延时GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);  // 熄灭LEDdelay(500000);  // 延时}
}
4.1.3 解释
  • 通过GPIO_Init函数配置PA5为推挽输出模式。
  • GPIO_SetBitsGPIO_ResetBits分别用于控制PA5输出高电平和低电平。
  • delay函数用来控制LED闪烁的频率。
4.2 外部中断:按键控制LED

        在嵌入式系统中,外部中断是非常常见的一种功能。通过外部中断,我们可以实现按键控制LED的功能。

4.2.1 硬件连接
  1. 按键与PA0引脚连接。
  2. LED与PA5引脚连接。
4.2.2 软件代码
#include "stm32f10x.h"void GPIO_Configuration(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  // 开启GPIOA时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;  // 配置PA5为LEDGPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  // 配置为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;  // 配置PA0为按键输入GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  // 上拉输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}void EXTI0_IRQHandler(void)
{if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)  // 判断是否是PA0引脚的中断{GPIOA->ODR ^= GPIO_Pin_5;  // 切换LED状态EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);  // 清除中断标志}
}int main(void)
{GPIO_Configuration();// 配置外部中断EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);while(1);
}
4.2.3 解释
  • 使用PA0引脚作为按键输入,并配置为上拉模式。
  • 通过外部中断将PA0的状态变化(按下按键)作为触发条件,改变LED的状态。
  • EXTI_Init函数配置外部中断,EXTI0_IRQHandler函数处理按键中断。

5. 高级功能

5.1 UART通信:串口调试与数据传输

        STM32F103C8T6支持USART功能,通过串口可以与PC或其他设备进行通信。

5.2 ADC与传感器数据采集

        STM32内置12位的ADC,可用于采集模拟信号,比如温度传感器的数据。

6. 总结

        本文介绍了基于STM32F103C8T6的开发实践,从基础的GPIO操作到外部中断、串口通信等高级功能的实现。通过这些实例,开发者可以快速上手STM32,并应用于各种嵌入式项目中。STM32F103C8T6凭借其高性能、低功耗和丰富的外设,依然是开发者在嵌入式开发中的首选。

7. 预告

        大家好!我是小程同学>o<,下一节我将为大家详细介绍并解释GPIO(通用输入输出)在STM32中的应用。GPIO是嵌入式开发中的基础外设,但它却在实际项目中起着至关重要的作用。无论是控制LED的点亮、读取传感器的数据,还是与外部设备进行通信,GPIO都能帮助我们实现各种功能。敬请期待,我将带你一起深入了解GPIO的配置、操作技巧以及在开发中的最佳实践!下节见!

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