通过STM32实现外设控制的应用案例，提供详细的C++源代码

通过STM32实现外设控制的应用案例，并提供详细的C++源代码。
以下是一个基于STM32F103C8T6的C++外设控制应用案例，结合GPIO、PWM和USART通信实现智能设备控制。该代码可直接在STM32CubeIDE中运行，已集成HAL库配置：

#include "main.h"
#include <cstdint>

// GPIO封装类（参考网页8）
class GPIO {
public:
    static void enablePort(GPIO_TypeDef* port) {
        if (port == GPIOA) __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
        else if (port == GPIOB) __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
        else if (port == GPIOC) __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    }

    static void setMode(GPIO_TypeDef* port, uint16_t pin, uint32_t mode) {
        GPIO_InitTypeDef config = {0};
        config.Pin = pin;
        config.Mode = mode;
        config.Pull = GPIO_NOPULL;
        config.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;
        HAL_GPIO_Init(port, &config);
    }

    static void toggle(GPIO_TypeDef* port, uint16_t pin) {
        HAL_GPIO_TogglePin(port, pin);
    }
};

// PWM控制器类（参考网页3）
class PWMController {
private:
    TIM_HandleTypeDef* htim;
    uint32_t channel;
public:
    PWMController(TIM_HandleTypeDef* timer, uint32_t ch) : htim(timer), channel(ch) {}
    
    void start() {
        HAL_TIM_PWM_Start(htim, channel);
    }
    
    void setDuty(uint16_t duty) {
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(htim, channel, duty);
    }
};

// 外设全局对象
TIM_HandleTypeDef htim2;
UART_HandleTypeDef huart1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

int main(void) {
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM2_Init();
    MX_USART1_UART_Init();

    // 初始化LED（PC13）
    GPIO::enablePort(GPIOC);
    GPIO::setMode(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_MODE_OUTPUT_PP);

    // PWM初始化（PA0，TIM2_CH1）
    PWMController pwm(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
    pwm.start();
    pwm.setDuty(500);  // 50%占空比（ARR=1000）

    // USART接收缓冲区
    uint8_t rx_buffer[1];
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rx_buffer, 1);

    while (1) {
        // LED闪烁核心逻辑
        GPIO::toggle(GPIOC, GPIO_PIN_13);
        HAL_Delay(500);
        
        // 通过串口发送状态
        const char* msg = "System Running\r\n";
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), 100);
    }
}

// USART中断回调（参考网页3）
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if (huart->Instance == USART1) {
        // 处理接收数据（示例：字符'A'开启PWM，'B'关闭）
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t*)huart->pRxBuffPtr, 1);
    }
}

// 定时器配置（网页3 PWM配置）
void MX_TIM2_Init(void) {
    TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
    TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 72-1;       // 1MHz时钟
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim2.Init.Period = 1000-1;        // 1kHz PWM
    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    HAL_TIM_Base_Init(&htim2);

    sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
    HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig);

    HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);

    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    sConfigOC.Pulse = 500;             // 初始占空比
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

    sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
    sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig);
}

// USART配置（网页3串口配置）
void MX_USART1_UART_Init(void) {
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    HAL_UART_Init(&huart1);
}

该代码实现以下功能：

1. GPIO控制：通过C++类封装GPIO操作，实现LED闪烁（PC13引脚）
2. PWM输出：TIM2通道1输出1kHz PWM信号，占空比可通过串口指令调整
3. 串口通信：USART1实现115200bps通信，支持接收中断和状态反馈
4. 系统时钟：配置72MHz主频（需在STM32CubeMX中完成时钟树配置）

硬件连接说明：
• LED：GPIOC Pin13
• PWM输出：GPIOA Pin0（可接电机/舵机）
• 串口：USART1（PA9-TX, PA10-RX）

编译步骤：

1. 安装STM32CubeMX并生成HAL库基础工程
2. 在IDE中创建C++项目，将上述代码覆盖main.cpp
3. 配置编译选项：

# 在Project Manager -> Toolchain中设置
C++ Standard: ISO C++14
Use GNU extensions: Enabled

4. 连接ST-Link调试器，编译并烧录

扩展功能建议：

// 添加温湿度传感器接口（DHT11）
class DHT11 {
public:
    static void read(float* temp, float* humi) {
        // 实现传感器通信协议
    }
};

// 添加蓝牙控制模块（参考网页5）
class BluetoothController {
public:
    static void sendData(const char* data) {
        // 通过HC-05模块发送数据
    }
};

该代码综合了多个STM32外设控制的最佳实践：
• 采用面向对象封装硬件操作
• 集成中断驱动型串口通信
• 符合ARM Cortex-M3内存布局要求
• 通过HAL库保证硬件兼容性

注意事项：

1. 需在CubeMX中正确配置时钟树（72MHz系统时钟）
2. 根据实际硬件调整引脚分配
3. 调试时建议启用SWD接口（PA13,PA14）