2020年08月31日 | STM32学习笔记——控制GPIO输出点亮LED灯(直接操作存储器)

一.预备知识

使用51单片机控制IO口相对来说要简单得多，最小系统搭建完毕后直接通过软件往各IO口写“1”或者写“0”即可。但使用STM32控制IO口输入输出却远没有这么容易，经过一个下午的查阅文献及探索后，略微有了头绪。

个人所使用的STM32F103VBT6有100个引脚，其中有五组GPIO（GPIOA…GPIOE），每组有16个GPIO端口（GPIOx_Pin0…GPIOx_Pin15）共80个，每个GPIO端口都有：

两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH)；

两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR，GPIOx_ODR)；

一个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR)；

一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)；

和一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。

其中各个寄存器的作用：

每个I/O端口位可以自由编程，然而I/0端口寄存器必须按32位字被访问(不允许半字或字节访问)。GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器允许对任何GPIO寄存器的读/更改的独立访问；这样，在读和更改访问之间产生IRQ时不会发生危险。

输入数据寄存器(GPIOx_IDR)在每个APB2时钟周期捕捉I/O引脚上的数据。因此，要控制GPIOC端口，必须先使能APB2时钟。此外，STM32初始化外设第一步就是开启APB时钟。（时钟部分知识暂时知道该如此，往后再学习。）

关于GPIO各寄存器的描述：

端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)(x=A..E)：

端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)(x=A..E)：

端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)(x=A..E)：

端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)(x=A..E):

端口位设置/复位寄存器(GPIOx_BSRR)(x=A..E):

端口位复位寄存器(GPIOx_BRR)(x=A..E):

端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)(x=A..E):

当执行正确的写序列设置了位16(LCKK)时，该寄存器用来锁定端口位的配置。位[15:0]用于锁定GPIO端口的配置。在规定的写入操作期间，不能改变LCKP[15:0]。当对相应的端口位执行了LOCK序列后，在下次系统复位之前将不能再更改端口位的配置。

每个锁定位锁定控制寄存器(CRL, CRH)中相应的4个位。

各寄存器地址：

GPIOC_CRL：0x40011000

GPIOC_CRH：0x40011004

GPIOC_ODR：0x4001100C

GPIOC_BSRR：0x40011010

GPIOC_BRR：0x40011014

RCC_APB2ENR：0x40021018

二.点亮LED灯

外部LED灯原理图：

编程思路：

1.    定义各寄存器地址

2.    使能APB2时钟

3.    配置GPIOC各端口输出模式

4.    利用BRR、BSRR、ODR寄存器点亮LED灯并循环流水灯

具体编程：

新建工程并设置好环境，添加c文件，键入如下程序：

//**********************************************

//* 通过直接操作存储器控制GPIO输出点亮LED灯    *

//* LED1=GPIOC_Pin6;                           *

//* LED2=GPIOC_Pin7;                           *

//* LED3=GPIOC_Pin8;                           *

//* LED4=GPIOC_Pin9;                           *

//* ------------------Sah_Pah----------------- *

//**********************************************

#include

//定义各寄存器地址

#define GPIOC_CRL  (* (volatile unsigned long *)(0x40011000))

#define GPIOC_CRH  (* (volatile unsigned long *)(0x40011004))

#define GPIOC_ODR  (* (volatile unsigned long *)(0x4001100C))

#define GPIOC_BSRR (* (volatile unsigned long *)(0x40011010))

#define GPIOC_BRR  (* (volatile unsigned long *)(0x40011014))

#define RCC_APB2ENR (*(volatile unsigned long *)(0x40021018))

//设置GPIOC_Pin6,Pin7,Pin8,Pin9为推挽输出模式，最大速度50MHz

#define _GPIOC_CRL 0x33000000

#define _GPIOC_CRH 0x00000033

void delay(void);

void main(void)

{

  volatile int i;

  //使能APB2的PORTC时钟

  RCC_APB2ENR |=(1<<4);

//设置GPIOC_Pin6,Pin7,Pin8,Pin9为推挽输出模式，最大速度50MHz

  GPIOC_CRL = _GPIOC_CRL;

  GPIOC_CRH = _GPIOC_CRH;

  while(1)

  {

    delay();

    //利用端口位复位寄存器BRR清除GPIOC各端口的ODR位为0

    GPIOC_BRR=0xFFFF;

    delay();

    //利用端口位设置/复位寄存器BSRR将P6、P7、P8、P9口置1，点亮LED灯

    GPIOC_BSRR=0x000003C0;

    delay();

    //重复三次，偷懒就不写循环了

    GPIOC_BRR=0xFFFF;

    delay();

    GPIOC_BSRR=0x000003C0;

    delay();

    GPIOC_BRR=0xFFFF;

    delay();

    GPIOC_BSRR=0x000003C0;

    delay();

    GPIOC_BRR=0xFFFF;

    //利用端口输出数据寄存器ODR进行流水灯循环

    for(i=0;i<3;i++)

    {

      //P6脚置1

      GPIOC_ODR=0x0040;

      delay();

      //清0

      GPIOC_ODR=0x0000;

      //P7脚置1

      GPIOC_ODR=0x0080;

      delay();

      GPIOC_ODR=0x0000;

      //P8脚置1

      GPIOC_ODR=0x0100;

      delay();

      GPIOC_ODR=0x0000;

      //P9脚置1

      GPIOC_ODR=0x0200;

      delay();

    }

  }

}

//定义延迟函数

void delay(void)

{

 unsigned long j,n=100000;

 while(n--)

 {

  j=12;

  while(j--);

 }

}

最终结果：

保存编译后，将程序烧写到开发板上，板上四个LED等闪烁三次后以流水灯形式循环三次。

三.参考文献

[1]半壶水，《STM32菜鸟学习手册-罗嗦版》, http://wenku.baidu.com/view/fc7c7d20ccbff121dd3683da.html,2012-08-19.

[2]电脑圈圈.自己动手创建一个基于万利STM32板的IAR工程[EB/OL].http://blog.21ic.com/user1/2198/archives/2008/48929.html,2008-07-02/2012-08-19.

[3]Changing.用stm32点个灯[操作寄存器+库函数][EB/OL].http://www.ichanging.org/stm32_gpio_led.html, 2012-06-29/2012-08-19.