STM32F103寄存器方式点亮LED流水灯

原创 于 2021-10-21 11:35:39 发布 · 441 阅读 · 0 ·
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#stm32 #单片机 #嵌入式硬件

本文详细介绍了STM32F103系列芯片的GPIO端口初始化设置，包括时钟开启、寄存器映射以及GPIO端口的推挽输出模式配置。通过实例代码展示了如何使用汇编语言控制GPIO口的高低电平，以实现LED灯的亮灭。此外，还涵盖了项目的创建、电路连接以及汇编语言的实现，帮助读者深入理解STM32F103芯片的GPIO操作。

文章目录

一、对于STM32F芯片的认识？

STM32是一种微控制器，主要有三种类型的MCU：主流级别MCU、高性能MCU、低功耗MCU。再详细一点，我们可以具体到STM32的命名规则，比如STM32F103C8T6中的“F”，代表的就是通用型，另外还有，比如S代表的是简单型、L代表的是低功耗、H代表高性能、AL是汽车应用低功耗型、AF是汽车应用通用型。
转自：https://blog.youkuaiyun.com/xxzhaoming/article/details/104510098
对于此次实验我们选择stm32f103c8t6芯片

二、STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理

寄存器映射参考博客STM32F103的存储器映射&寄存器映射

地址映射参考博客STM32F103ZE寄存器地址名称映射及c语言

三丶GPIO端口

1.什么是GPIO

GPIO(general porpose intput output):通用输入输出端口的简称。可以通过软件控制其输出和输入。stm32芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通信，控制以及数据采集的功能。

2.初始化设置

1.打开GPIO口的时钟

GPIO和时钟的地址：在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

将GPIOA GPIOB GPIOC三个时钟打开
#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)

// 打开时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<2);  // 打开 GPIOA 时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<3);  // 打开 GPIOB 时钟
RCC_APB2ENR |= (1<<4);  // 打开 GPIOC 时钟

2.初始化

采用推挽输出模式
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
端口1-7为低，端口8-15为高。每个引脚由四个位控制。
以GPIOB和0号引脚（B0）为例，将其设置为推挽输出，并设置最大速度为10MHz，则将控制B0的四个位设置为0001:
在这里插入图片描述

#define GPIOB_CRL (*(unsigned int *)0x40010c00)

// 最后四位变为0001
GPIOB_CRL |= (1<<0);  // 最后一位变1
GPIOB_CRL &= ~(0xE<<0);  // 倒数2、3、4位变0

对于GPIOB的B0、GPIOC的C15、GPIOA的A0，设置如下：

#define GPIOB_CRL (*(unsigned int *)0x40010C00)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)

// 配置 GPIO 口为推免输出
// GPIOB----最后四位为0001
GPIOB_CRL |= (1<<0);  // 最后一位变1
GPIOB_CRL &= ~(0xE<<0);  // 倒数2、3、4位变0
// GPIOC----前四位为0001
GPIOC_CRH |= (1<<28);  //  第四位变1
GPIOC_CRH &= ~(0xE0000000);  // 前三位变0
// GPIOA----最后四位为0001
GPIOA_CRL |= (1<<0);  // 最后一位变1
GPIOA_CRL &= ~(0xE<<0);  // 倒数2、3、4位变0

3. 设置低电平

在这里插入图片描述
1为高电平 0为低电平
以GPIOB和0号引脚（B0）为例，将其设置为低电平:

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
GPIOB_ODR &= ~(1<<0);  // 最后一位变0

对于GPIOB的B0、GPIOC的C15、GPIOA的A0，设置如下：

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)

GPIOB_ODR &= ~(1<<0);  //最后一位变为0
GPIOC_ODR &= ~(1<<15); //倒数16位变为0
GPIOA_ODR &= ~(1<<0);  //最后一位变为

四丶创建项目

创建项目可以参考以前的博客基于MDK创建纯汇编语言的STM32工程
只需要注意选择的芯片是STM32F103C8即可
创建项目之后
加入main文件（第二个选项）
在这里插入图片描述
将启动文件拷贝至LED项目目录下
在这里插入图片描述

#
点击此处
在这里插入图片描述
选择all file 加入拷贝的文件
在这里插入图片描述
点击魔法棒，选择生成.HEX文件
将如下代码写入main.c中


#define GPIOB_BASE 0x40010C00
#define GPIOC_BASE 0x40011000
#define GPIOA_BASE 0x40010800

#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)

#define GPIOB_CRL (*(unsigned int *)0x40010C00)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)
	


void SystemInit(void);
void Delay_ms(volatile  unsigned  int);

void Delay_ms( volatile  unsigned  int  t)
{
     unsigned  int  i;
     while(t--)
         for (i=0;i<800;i++);
}


int main(){
	// 开启时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<3); // 开启 GPIOB 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<4); // 开启 GPIOC 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<2); // 开启 GPIOA 时钟
	
	
	// 设置 GPIO 为推挽输出
	// 设置 GPIOB 最后四位为 0001 (B0)
	GPIOB_CRL |= (1<<0);  // 最后一位设置为1
	GPIOB_CRL &= ~(0xE);  // 倒数二、三、四位设置为0
	// 设置 GPIOC 前四位为 0001  (C15)
	GPIOC_CRH |= (1<<28); // 第四位设置为1
	GPIOC_CRH &= ~(0xE0000000);  // 前三位设置为0
	// 设置 GPIOA 最后四位为 0001 (A0)
	GPIOA_CRL |= (1<<0);  // 最后一位设置为1
	GPIOA_CRL &= ~(0xE);  // 倒数二、三、四位设置为0

	
	// 3个LED初始化为不亮（即高点位）
	GPIOB_ODR |= (1<<0);  // 最后一位设置为1
	GPIOC_ODR |= (1<<15); // 倒数第15位设置为1
	GPIOA_ODR |= (1<<0);  // 最后一位设置为1
	
	
	while(1){
		GPIOB_ODR &= ~(1<<0); // 点灯1
		Delay_ms(1000000);
		GPIOB_ODR |= (1<<0);  // 灭灯1
		Delay_ms(1000000);
		
		GPIOC_ODR &= ~(1<<15); // 点灯2
		Delay_ms(1000000);
		GPIOC_ODR |= (1<<15);  // 灭灯2
		Delay_ms(1000000);
		
		GPIOA_ODR &= ~(1<<0); // 点灯3
		Delay_ms(1000000);
		GPIOA_ODR |= (1<<0);  // 灭灯3
		Delay_ms(1000000);
		
	}
	
}


void SystemInit(){
	
}

点击编译
在这里插入图片描述

五丶连接电路

GND — GND
3v3 — 3v3
TXD — A10
RXD — A9
B0连接最左边的LED灯
A0连接最右边的LED灯
C15连接中间的LED灯
3.3V连接正极供电
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

（hex文件选择第四点生成的.hex文件）
效果如图
在这里插入图片描述

六丶汇编实现


RCC_APB2ENR EQU 0x40021018;配置RCC寄存器,时钟,0x40021018为时钟地址

GPIOB_BASE EQU 0x40010C00
GPIOC_BASE EQU 0x40011000
GPIOA_BASE EQU 0x40010800
	
GPIOB_CRL EQU 0x40010C00
GPIOC_CRH EQU 0x40011004
GPIOA_CRL EQU 0x40010800
	
GPIOB_ODR EQU 0x40010C0C
GPIOC_ODR EQU 0x4001100C
GPIOA_ODR EQU 0x4001080C

Stack_Size EQU  0x00000400;栈的大小
	
                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3 ;NOINIT： = NO Init，不初始化。READWRITE : 可读，可写。ALIGN =3 : 2^3 对齐，即8字节对齐。
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp




                AREA    RESET, DATA, READONLY

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                    
                    
                AREA    |.text|, CODE, READONLY
                    
                THUMB
                REQUIRE8
                PRESERVE8
                    
                ENTRY
Reset_Handler 
				bl LED_Init;bl：带链接的跳转指令。当使用该指令跳转时，当前地址(PC)会自动送入LR寄存器
MainLoop        BL LED_ON_C
                BL Delay
                BL LED_OFF_C
                BL Delay
				BL LED_ON_A
                BL Delay
                BL LED_OFF_A
                BL Delay
				BL LED_ON_B
                BL Delay
                BL LED_OFF_B
                BL Delay
                
                B MainLoop;B:无条件跳转。
LED_Init;LED初始化
                PUSH {R0,R1, LR};R0,R1,LR中的值放入堆栈
                ;控制时钟
                LDR R0,=RCC_APB2ENR;LDR是把地址装载到寄存器中(比如R0)。
                ORR R0,R0,#0x1c
                LDR R1,=RCC_APB2ENR
                STR R0,[R1]
				
				
                ;初始化GPIOA_CRL
                LDR R0,=GPIOA_CRL
                BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反，再按位与
                LDR R1,=GPIOA_CRL
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOA_CRL
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=GPIOA_CRL
                STR R0,[R1]
                ;将PA0置1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD
                STR R0,[R1]
				
				
                ;初始化GPIOB_CRL
                LDR R0,=GPIOB_CRL
                BIC R0,R0,#0x0fffffff;BIC 先把立即数取反，再按位与
                LDR R1,=GPIOB_CRL
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOB_CRL
                ORR R0,#0x00000001
                LDR R1,=GPIOB_CRL
                STR R0,[R1]
                ;将PB0置1
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD
                STR R0,[R1]
				
				
				 ;初始化GPIOC
                LDR R0,=GPIOC_CRH
                BIC R0,R0,#0x0fffffff
                LDR R1,=GPIOC_CRH
                STR R0,[R1]
				
                LDR R0,=GPIOC_CRH
                ORR R0,#0x01000000
                LDR R1,=GPIOC_CRH
                STR R0,[R1]
                ;将PC15置1
                MOV R0,#0x8000
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC};将栈中之前存的R0，R1，LR的值返还给R0，R1，PC
LED_ON_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOA_ORD 
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_A
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOA_ORD 
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_B;亮灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOB_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_B;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x01
                LDR R1,=GPIOB_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}  
LED_ON_C;亮灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x00
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}
             
LED_OFF_C;熄灯
                PUSH {R0,R1, LR}    
                
                MOV R0,#0x0100
                LDR R1,=GPIOC_ORD
                STR R0,[R1]
             
                POP {R0,R1,PC}             
             
Delay
                PUSH {R0,R1, LR}
                
                MOVS R0,#0
                MOVS R1,#0
                MOVS R2,#0
                
DelayLoop0        
                ADDS R0,R0,#1

                CMP R0,#330
                BCC DelayLoop0
                
                MOVS R0,#0
                ADDS R1,R1,#1
                CMP R1,#330
                BCC DelayLoop0

                MOVS R0,#0
                MOVS R1,#0
                ADDS R2,R2,#1
                CMP R2,#15
                BCC DelayLoop0
                
                
                POP {R0,R1,PC}    
                NOP
				END

七丶总结

增强动手能力更加了解STM32.

汤瓢
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