YIE002开发探索01-跑马灯

请保留-> 【原文：  https://blog.csdn.net/luobing4365 和 http://yiiyee.cn/blog/author/luobing/】

（YIE001和YIE002都是我平时为了嵌入式编程所做的开发板，特征在于：方便回家或出差携带、U盘大小。《UEFI编程实践》也使用它们，作为PCIE和USB程序的实验硬件。）

在YIE002上准备了5个LED灯，除去用来显示电源的灯，其余4个都可以用来做实验。这一篇中，我准备用这4个灯实现跑马灯的效果。

1 STM32的GPIO

STM32单片机的每个IO口可以自由编程，不过要求是按32位字进行访问。包括输入和输出，它们可以配置为8种模式。在输入时，包括模拟输入、浮空输入、下拉输入和上拉输入；通用输出时，包括推挽式和开漏式；复用功能输出时，也包括推挽式和开漏式。

为控制IO端口，STM32提供了7个寄存器来进行控制。对于这些寄存器的用法，不需要深入了解也可以编程。有兴趣的话，它们的具体用法，可以查看《STM32中文参考手册_V10.pdf》。

YIE002-STM32型开发板使用的是F103C8T6，其封装类型为LQFP48。当前我使用的版本，准备了5个LED灯，除了其中一个用来表示电源接通，其他4个都可以通过GPIO来控制。

STM32对于GPIO的编程，主要包括使能相应的时钟、设置相应的工作模式、置位或清位。在Cube Library中，主要包含以下可使用的API（参考UM1850《Description of STM32F1 HAL and low-layer drivers》）：

1) 初始化函数

void HAL_GPIO_Init (GPIO_TypeDef * GPIOx, GPIO_InitTypeDef * GPIO_Init) ;
void HAL_GPIO_DeInit (GPIO_TypeDef * GPIOx, uint32_t GPIO_Pin) ;

2) IO操作函数

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin (GPIO_TypeDef * GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_WritePin (GPIO_TypeDef * GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);
void HAL_GPIO_TogglePin (GPIO_TypeDef * GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin (GPIO_TypeDef * GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler (uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_EXTI_Callback (uint16_t GPIO_Pin);

对于GPIO时钟的配置，一般在CubeMx图形化编程时，会自动生成代码。因此，对GPIO的操作，主要使用读、写、变换（也即上述的HAL_GPIO_ReadPin、HAL_GPIO_WritePin、HAL_GPIO_TogglePin）就可以了。

下面在YIE002-STM32型上，实现跑马灯的代码。

2 YIE002-STM32型编程

实际上，主要的工作是使用CubeMX设定各种参数，然后自动生成代码。需要手动编写的代码没几行，相对以前使用Legacy Library的方法，是简便得多了。

2.1 建立工程，配置时钟树

打开STM32CubeMx，选择芯片STM32F103C8Tx，新建工程（目前使用的版本是6.2.1）。

在Pinout&Configuration栏的System Core下，打开RCC的配置。由于YIE002中使用了无源外部晶振，可以在High Speed Clock(HSE)中选择“Crystal/Ceramic Resonator”，Low Speed Clock(LSE)保持Disable的状态即可。

对于时钟树，选择Clock Configuration栏，配置图如下：

图1 时钟树的配置

注意标红的部分，是根据开发板的实际情况进行修改的。STM32103C8T6最大的频率为72MHZ，其他所有外设的时钟的来源都是SYSCLK，经过分频器分频后给各模块使用。

2.2 GPIO配置

YIE002上控制LED灯的4个GPIO分别为PB12、PB13、PB14和PB15。直接在Pinout view视图上，将这4个脚设置为输出就可以了。配置后的结果如图2所示。

图2 GPIO配置

2.3 打开调试

CubeMX有个容易忽视的问题，会导致程序下载后，再次下载的时候无法找到ST-Link的硬件（我是用ST-Link下载的，其他下载设备类似）。

其核心的原因在于，CubeMX管脚配置中的SYS选项，默认的是 No Debug，这个选项会造成板子debug（以及下载）失效。

解决方法也很简单，把Debug打开就可以了。

在Pinout&Configuration栏的System Core下，打开SYS的配置。在其配置界面中，Debug有五种选项：“No Debug”、“Serial Wire”、“JTAG(4 pins)”、“JTAG(5 pins)”和“Trace Asynchronous Sw”。我使用的是ST-Link，改为“Serial Wire”即可。

2.4 生成代码

工程的选项和配置，可以在“Project Manager”栏下进行，本篇的配置信息如下：

图3 工程配置

图3中选择的编译器为MDK-ARM，这是我编程使用的Keil编译器，也可以根据自己的情况选择其他编译器。

需要提醒的是，为保证工程代码占用空间不要太大，最好对引用库文件进行设置。如图4所示。

图4 设置库文件

2.5 添加跑马灯代码

使用MDK-ARM打开工程，在main.c中的while循环中，添加如下语句：

/* USER CODE END WHILE */
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_12);
HAL_Delay(100);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_13);
HAL_Delay(100);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_14);
HAL_Delay(100);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_15);
HAL_Delay(100);
/* USER CODE BEGIN 3 */

就完成了跑马灯的程序了。

编译下载，即可看到实际效果了。

总体感觉，CubeMx还是比较好用的。让我回忆起很多年前学习Windows编程时，使用MFC写代码的日子。

当然，CubeMx主要是为了节省开发时间，将很多代码进行了封装。为了开发稳定而高效的代码，对其库函数的使用以及芯片本身的理解，这些功夫还是要下的。

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