7天物联网智能家居(基础 Day1)_智能家居培训课程教程-优快云博客

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本文介绍了STM32开发的学习路线，涵盖了ARM架构、MCU/MPU区别、DSP和FPGA的应用，以及嵌入式产品的实例如智能台灯和电视盒子。此外，还详细讲解了寄存器、GPIO操作、时钟系统、中断管理、串行和并行通信等内容。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

（一）Day1

1.学习路线

嵌入是学习路线

2.基本概念

1.什么是ARM

在这里插入图片描述

2.ARM架构分类

老架构

3.MCU和MPU

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4.DSP和FPGA

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总结

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在控制显示通讯 —— MCU\MPU —— C语言基础、外设基础、RTOS、 Linux基础、操作系统、网络编程
通讯数据处理算法—— DSP —— 数据处理算法理论知识
大量数据处理、特例的实现 —— FPGA —— 高速接口、音视频算法

STM32开发命名规则

在这里插入图片描述

3 嵌入式产品举例

1.智能台灯

无操作系统的MCU项目
功能描述：可以根据外界光照情况调整自身亮度和色温，
也可以通过按钮手动调整，
可以和手机连接，通过app控制，
还能间隔一定时间，提醒用户。

在这里插入图片描述

一个主控芯片 + WIFI芯片
系统大致框图

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2.智能手环

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通常运行RTOS

3电视盒子

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运行Linux/Android系统

（二）Day2

1.上手思路

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最小系统概念
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2.寄存器

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存储结构

控制LED 流程：原理图（找到连接的引脚）—— 芯片存储结构图（找到控制寄存器地址）—— 根据手册查看详细信息

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3 开发方式

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4 创建工程

STM32CubeMX创建工程选取MDK-ARM(适用于KEIL的工程)，勾选Generate选项

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/ac398a5cdbae4ea0bcc5bca38af616f8.png
第一个点灯程序

在主题main函数相对应位置
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_Delay(1000);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
	HAL_Delay(1000);

}
/* USER CODE END 3 */
}
在这里插入图片描述

5 夜课

C语言指针基础

在这里插入图片描述

如何操作GPIO

三种办法
1.参考网上示例
在这里插入图片描述
2.看HAL库源码和注释

1.使能时钟
2.初始化配置引脚，里面设置引脚的各个属性
3.如果涉及中断，还需配置中断
4.读引脚函数
5.写引脚函数

使用配套资料的《8_STM32F1HAL库和LL库用户手册.pdf》

（三）Day3

1.时钟系统与GPIO

在这里插入图片描述

按键控制灯

while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		if (0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port, KEY_Pin))
		{
			HAL_Delay(8); // 延时消抖
			if (0 == HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port, KEY_Pin))
			{
				HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
			}
			else
			{
				HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
			}
			
		}

2. CubeMx时钟配置

在这里插入图片描述
判断时钟配置是否正确的两个方法
1.使用HAL库提供的函数HAL_RCC_GetSysClockFreq()，
获取系统时钟频率，再通过串口打印或者debug调试显示结果。

第二个，硬件方法：PA8可以复用为MCO引脚，对外提供时钟输出。

用示波器监控该引脚的输出来判断我们的系统时钟是否设置正确。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

（四）Day4

什么是中断

在这里插入图片描述

中断有哪些

在这里插入图片描述

中断优先级

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GPIO 中断

在这里插入图片描述

中断与事件的区别

链接: STM32 中断与事件

CubeMX操作中断

1.配置中断引脚
在这里插入图片描述

降低抢占优先级，勾选NVIC代码初始化

按键中断调用

最后调用HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) 为虚函数，覆写

static uint8_t key_flag = 0;

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	
	if(GPIO_Pin == KEY_Pin)
	{
		key_flag = ~key_flag;
		HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, key_flag?GPIO_PIN_RESET:GPIO_PIN_SET);
	}
}

在这里插入图片描述

通讯

1.串行/并行通讯

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2.全双工\半双工\单工传输

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3.同步\异步通信

在这里插入图片描述

4.串口电平

在这里插入图片描述
串口连接时序

5.串口测试

CubeMX配置
在这里插入图片描述
实现完串口配置就可以使用 HAL_UART_Receive和HAL_UART_Transmit来接收和发送串口数据

在实现printf格式化输出，需要覆写两个函数，如下重定向打印输出代码
在 Usart.c中添加如下代码，添加头文件 #includ <stdio.h>

/*
* 添加如下代码，可不在工程设置中勾选 Use MicroLIB
*/
#pragma import(__use_no_semihosting)

struct __FILE
{
	int a;
};
	FILE __stdout;
	FILE __stdin;
	void _sys_exit(int x)
{
}



/*****************************************************
*function: 写字符文件函数
*param1: 输出的字符
*param2: 文件指针
*return: 输出字符的 ASCII 码
******************************************************/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, 10);
	return ch;
	} 
/*****************************************************
*function: 读字符文件函数
*param1: 文件指针
*return: 读取字符的 ASCII 码
******************************************************/
int fgetc(FILE *f)
{ 
	 uint8_t ch = 0; 
	 HAL_UART_Receive(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, 10); 
	 return (int)ch;
}

在主函数中打印测试

printf("百问科技 www.100ask.net\n\r");
printf("UART 实验\n\r");
printf("test char = %c,%c\n\r", 'H', 'c');
printf("test string1 = %s\n\r", "www.100ask.net");
printf("test string2 = %s\n\r", "深圳百问网科技有限公司");
printf("test decimal1 number = %d\n\r", 123456);
printf("test decimal2 number = %d\n\r", -123456);
printf("test hex1 number = 0x%x\n\r", 0x123456);
printf("test hex2 number = 0x%08x\n\r", 0x123456);
printf("test float = %.5f\n\r", 3.1415);
printf("test double = %.10lf\n\r", 3.141592653);

配置串口2，使能串口2的中断用于接收数据
在这里插入图片描述
串口终端函数HAL_UART_IRQHandler(&huart2) —— UART_Receive_IT(huart) —— HAL_UART_RxCpltCallback(huart) 虚函数覆写

串口通讯简要流程

重定向打印输出代码（用于格式化打印输出）
覆写串口2中断返回函数，编写串口接收数据函数，发送数据函数，清空数据函数以及启动接收函数

// 串口2启动接收
void USART2_StartRx(void)
{
	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t*)&rx_data, 1);
}

// 串口2的中断回调函数(保存每次接受到的数据，并启动下一次接收)
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	usart_rx_buf[rx_len%200] = rx_data;
	rx_len++;
	HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t*)&rx_data, 1);
}

// 串口2接受数据函数
uint16_t USART2_Receive(uint8_t*pdata)
{
	memcpy(pdata, (uint8_t*)usart_rx_buf, rx_len);
	return rx_len;
}

// 串口2发送数据函数
void USART2_Transmit(uint8_t *pData,uint16_t Size, uint32_t Timeout)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart2, pData, Size, Timeout);
}

// 清空串口2接收的数据
void USART2_ClearBuf()
{
	rx_len = 0;
	memset((uint8_t*)usart_rx_buf, 0, 200);

在主函数中 1. 启动串口接收(中断方式) —— 串口发送指令 —— 接受模块返回数据

// 1.启动串口2接收(中断方式)
	USART2_StartRx();
	
	// 2.串口2发送AT指令
	USART2_Transmit(tx_data,sizeof(tx_data), 500);
	
		
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		// 3.接收模块返回的数据
		data_len = USART2_Receive(rx_data);
		if(data_len > 0) // 接受到数据
		{
			printf("Receive: %s\r\n", rx_data); // 打印接受数据
			USART2_ClearBuf(); // 清空接受的buf
			data_len = 0; // 准备下一次接收
		}
  }

6 夜课

中断设置
STM32中断重点理解中断优先级分组，
然后根据中断优先级分组确定抢占优先级级数和子优先级级数。

体现在代码编程里，就是根据中断需求，
先使用“HAL_NVIC_SetPriorityGrouping()”函数设置中断优先级分组:
HAL_Init(void)
-&get;HAL_NVIC_SetPriorityGrouping

再使用“HAL_NVIC_SetPriority()”函数设置不同中断的抢占优先级级数和子优先级级数:
MX_NVIC_Init(void)
-&get; HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 2, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
链接: NVIC中断优先级分组