在STM32Cubemx开发环境下，HAL库编程实现LED流水灯及Keil环境下的仿真运行过程

已于 2022-10-13 10:00:16 修改
阅读量1k 收藏 3
点赞数 4
文章标签： stm32 单片机 arm 嵌入式硬件
于 2022-10-08 15:59:01 首次发布
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_53112972/article/details/127190534
版权

STM32Cubemx的安装使用，HAL库编程实现LED流水灯，以及Keil环境下的仿真运行

文章目录

前言

STM32CubeMX 是意法半导体推出的图形化配置工具，通过傻瓜化的操作便能实现相关配置，最终能够生成C语言代码，支持多种工具链，比如MDK、IAR For ARM、TrueStudio等。 尤其值得一提的是，TrueStudio已经被ST收购，提供完全免费的版本，并且，通过插件式安装，可以将 STM32CubeMX 集成在一个IDE，使用十分方便。

一、安装教程

1. STM32CubeMX 简介

  • STM32CubeMX 是 ST 意法半导体近几年来大力推荐的STM32 芯片图形化配置工具，目的就是为了方便开发者， 允许用户使用图形化向导生成C 初始化代码，可以大大减轻开发工作，时间和费用，提高开发效率。STM32CubeMX几乎覆盖了STM32 全系列芯片
  • 在CubeMX上，通过傻瓜化的操作便能实现相关配置，最终能够生成C语言代码，支持多种工具链，比如MDK、IAR For ARM、TrueStudio等 省去了我们配置各种外设的时间，大大的节省了时间
    在这里插入图片描述
  • 安装CubeMx一共需要三个

JRE （Java Runtime Environment） ：Java运行环境 运行JAVA程序所必须的环境的集合

STM32CubeMX

HAL库 ：STM32HAL固件库，ST官方推出的另一套库

2. 安装JRE

  • 于 STM32CubeMX 软件是基于 JAVA 环境运行的，所以需要安装 JRE （Java Runtime Environment）才能使用，记得选择64位的安装
  • 安装地址：https://www.java.com/en/download/manual.jsp
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 双击应用程序包安装：
    在这里插入图片描述
  • 修改路径，点击下一步：
    在这里插入图片描述
  • 等待安装成功：
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

3. 安装STM32CubeMX 6.4.0

  • 百度网盘：https://pan.baidu.com/s/1yKgxQk2vxyqAy4CrGHZYzA?pwd=8m4m
  • 提取码: 8m4m
    在这里插入图片描述
  • 不想在百度网盘下载，可以去官网下载：
  • 官网地址：www.st.com/stm32cubemx
    在这里插入图片描述
  • 双击应用程序文件进行安装：
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 同意协议，下一步:
    在这里插入图片描述
  • 勾选第一个即可（第二个选项是是否同意ST公司收集你的个人使用信息等）：
    在这里插入图片描述
  • 自定义安装路径：
  • 点YES（这句话是安装本软件可能会与文件夹之前文件冲突，导致文件夹之前文件丢失，点继续即可）：
    在这里插入图片描述
  • 直接点NEXT，其他不用设置，之后开始安装：
    在这里插入图片描述
  • 安装完成，点Done退出：
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

4. 安装HAL库

4.1 什么是HAL固件库？

  • STM32 HAL固件库是Hardware Abstraction Layer的缩写，中文名称是：硬件抽象层
  • HAL库是ST公司为STM32的MCU最新推出的抽象层嵌入式软件，为更方便的实现跨STM32产品的最大可移植性。HAL库的推出，可以说ST也慢慢的抛弃了原来的标准固件库，这也使得很多老用户不满。但是HAL库推出的同时，也加入了很多第三方的中间件，有RTOS，USB，TCP / IP和图形等等
  • 和标准库对比起来，STM32的HAL库更加的抽象，ST最终的目的是要实现在STM32系列MCU之间无缝移植，甚至在其他MCU也能实现快速移植
  • 并且从16年开始，ST公司就逐渐停止了对标准固件库的更新，转而倾向于HAL固件库和 Low-layer底层库的更新，停止标准库更新，也就表示了以后使用STM32CubeMX配置HAL/LL库是主流配置环境

4.2 HAL库安装方式

  • 在线安装
  • 离线安装

4.3 HAL库在线安装

  • 打开安装好的 STM32CubeMX软件，点击Help -> Manage embedded software packages：
    在这里插入图片描述
  • 找到STM32F4，点击三角箭头：
  • 购买最新的固件包：
  • 点击“Install Now” 进行在线安装， 如下图：
    在这里插入图片描述
  • 开始安装：
    在这里插入图片描述
  • 方框变为绿色，表明固件包成功安装：
    在这里插入图片描述

二、准备工作

1. 题目要求

  • 安装 stm32CubeMX，用cubemx完成初始化过程，采用HAL库编程实现：在STM32最小系统核心(STM32F103C8T6)下，分别用GPIOA-5、GPIOB-9、GPIOC-14 这3个引脚上控制LED灯（最高时钟2Mhz），轮流闪烁，间隔时长1秒
  • 在Keil下用软件仿真运行上面代码，并用虚拟逻辑分析仪观察 对应管脚上的输出波形（高低电平转换），看是否是1秒的周期
  • 流水灯代码编写可参考本人前一篇博客进行学习：
    https://blog.youkuaiyun.com/qq_53112972/article/details/127153401

2. 实验工具

  • STM32CubeMX 6.4.0、keil C51

3. STM32CubeMX 6.4.0环境介绍

  • 操作键介绍：
    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
    在这里插入图片描述

  • 外设配置：
    ① System Core：用于配置GPIO、时钟源、中断系 统以及系统相关的外设
    ② Analog：用于配置模/数和数/模转换外设
    ③ Timers：用于配置定时器和实时时钟外设
    ④ Connectivity：用于配置I2C、SPI和UART等连接 外设
    ⑤ Multimedia：用于配置I2S等音频数据传输外设
    ⑥ Computing：用于配置CRC校验外设
    ⑦Middleware：用于配置RTOS和GUI等中间件

  • GPIO配置：
    在这里插入图片描述

  • 时钟配置：
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

三、 项目创建

1. 新建工程

  • 打开STMCubeMX，点击ACCEE TO MCU SELECTOR，创建项目：
    在这里插入图片描述

  • 在Part Name里选择自己的芯片：

  • 本次实验采用STM32F103C8开发板，点击信息栏中的具体芯片信息选中：

  • 点击Start Project，就可以看到自己选择的芯片：
    在这里插入图片描述

2. 引脚配置

  • 开发板界面分为引脚预览和系统预览：
    在这里插入图片描述

引脚预览：可以查看引脚配置了什么功能，和各个引脚的位置；任意点击一个引脚即可设置该引脚的各种功能。绿色表示配置成功
系统预览：可以查看配置的各种外设和GPIO的状态。

  • 配置引脚时只需把目标LED对应引脚设置为GPIO_Output即可，按照题目要求，这里选择：PA5、PB9、PC14
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

3. 外设配置

  • 键入system core ，进入SYS，在debug下选择serial wire：
    在这里插入图片描述
  • 点击RCC，将HSE设为Crystal/Ceramic Resonator(晶振)：
    在这里插入图片描述
  • 配置GPIO：
    在这里插入图片描述

GPIO output level ：Low将该串口初始化为低电平，当然也可以选择High，就是将初始电平拉高，这里按我们电路的接法，所以应该拉低；
GPIO mode：Outpull Pushpull的意思是选择输出模式为推挽输出模式，还有其他几种输出模式；
GPIO Pull-up/Pull-down ：No pull-up and no pull-down的意思是设置为输出没有上拉和下拉输出，其实安逻辑来说我们是需要给我们的LED给一个下拉电阻才能点亮的，但是在实际的运用中为了简便发现这样也可以点亮，并且因为电流大，所以LED亮度很高；
Maximum output speed ：Low配置的是输出速度，这里配置输出速度为低，目前碰到的大多数情况都选择低就可以

4. 时钟配置

  • APB2总线的时钟由HSE控制。点击Clock Configuration，在这个界面得把PLLCL选上,同时把8MHz改成72，并回车，会出现下列提示框，点击ok：
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

5. 工程配置

  • 注意：
    存储目录不可以有中文；
    在Project处，是工程的各种配置，只需设置几个，其他的默认即可
  • 点击Projiect Manager，如图所示进行配置：
    在这里插入图片描述
  • 点击Code Generator，进行进一步配置：
    在这里插入图片描述
  • 点击GENERATE CODE 创建工程：
    在这里插入图片描述

6. 程序编写

  • 注意：所有自己编写的代码请放在/* USER CODE BEGIN XXX / / USER CODE END XXX */之间
    这样我们修改工程的时候你自己写的代码就不会被删除
  • 在main.c文件的main函数下的while循环中，添加下面几行代码即可：
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);//PA4
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//PB9
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);//PC14
		HAL_Delay(1000);//1s
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);//PA4
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);//PB9
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);//PC14
		HAL_Delay(1000);//1s	
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);//PA4
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//PB9
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_RESET);//PC14
		HAL_Delay(1000);//1s

在这里插入图片描述

  • 编译发现没有报错：

在这里插入图片描述

四、硬件烧录运行

1. 烧录工具

硬件工具：

  • st-link v2
  • STM32F103C8开发板
  • LED灯
  • 线路若干

软件工具：

  • keil c51

2. 结果展示

HAL库实现流水灯

五、Keil环境下的仿真运行

1. 仿真环境设置

  • 点击魔法棒，选择target，晶振选择为8MHZ：
    （注意：这个选项在软件仿真中起到很重要的作用，如果选择错误，那么波形一定是错误的，因为时间不准确）
    在这里插入图片描述
  • 再次点击魔法棒，点击debug，勾选Use simulator和Run to main()，并且在Dialog DLL改为是DARMSTM.DLL，另一处改为 TARMSTIM.DLL；两处的Parameter改为-pSTM32F103C8：
    在这里插入图片描述
  • 点击OK，仿真环境配置完成
    在这里插入图片描述

2. 虚拟逻辑分析仪观察输出波形

  • 设置完成后，开启调试模式，打开逻辑分析仪：
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 添加要观察的IO口：
  • 方法一：在左下角命令行输入dir vtreg命令，查看有哪些引脚可以被检测
    在这里插入图片描述
  • 方法二：直接键入PORTA.、PORTB.出来目标端口；如：porta.5
    在这里插入图片描述
  • 方法三：直接以 PORTX >> X 的形式输入，内容取决于代码中定义的管脚；如：PORTA>>5 (该方法也是较为推荐的)
    在这里插入图片描述
  • 这里使用方法三添加需要观察的IO口，即GPIOA-5、GPIOB-9、GPIOC-14口：
    注意：新建引脚，务必将Display Type处设置为Bit！
    在这里插入图片描述
  • 设置好之后，逻辑分析仪左侧会出现刚才设置的IO口:
    在这里插入图片描述
  • 点击全速运行；执行一段时间后，点击停止按钮即可：
  • 另：点击in或out设置Grid的大小为1s，勾选signal info和cursor可以设置起始线看到相关信息：
    在这里插入图片描述
  • 运行一段时间后，点击暂停；
  • 为了观察一下延时函数是否准确：将鼠标移动至第一个波形的一条下降沿处，并点击，锁定此刻的时间；再将鼠标移动至第二条波形的下降沿处与其重叠，观察二者的时间：
    在这里插入图片描述
  • 由图像可以看出，几乎接近了完整的1秒

总结

通过这次实验，不仅理解了STM32cubemx的基础原理知识，同时通过在stm32cubeMX的开发环境下，运用HAL库编程实现LED流水灯及Keil环境下的仿真运行，观察其波形，又进一步加深了我对这部分知识的理解与运用。实操过程中，还是有些小问题，但是经过上网查询以及同学们的帮助下，完成了实验。
同时也期待大家能够积极留言，指出我存在的问题，谢谢！

参考资料：
https://blog.youkuaiyun.com/weixin_64559251/article/details/127176072?spm=1001.2014.3001.5502
https://blog.youkuaiyun.com/qq_46467126/article/details/120847240?spm=1001.2014.3001.5502

包谷徐徐
关注
安装 STM32CubeMX，采用HAL库编程实现LED流水灯
qq_66144143的博客
10-13 926
本次实验主要是关于熟悉STM32CubeMX的安装、使用过程并且利用STM32CubeMX进行简单嵌入式编程学习的流程。
安装 stm32CubeMX，用cubemx完成初始化过程，采用HAL库编程实现流水灯、并在Keil下用软件仿真运行
qq_52215423的博客
10-11 1019
HAL库实现流水灯
STM32CubeMX初始化使用HAL库实现流水灯
qq_52791446的博客
10-09 705
通过本节实验熟悉了通过CubeMX配置配合MDK开发整体流程，不得不说相比于之前的标准库函数开放方便了不少，开发效率大大的提高，但并不是说HAL库就比寄存器和标准库开发要好，其实最好的是将三者融会贯通，混合使用，不仅提高了开发效率而且懂得整个开发流程的原理，懂得对应模块使用的是那个寄存器，所以虽然HAL库开发方便，但是作为学习我们还是应该去了解底层寄存器的功能和配置才行。
Manage Run-Time Environment 必选项
最新发布
01-17 199
ManageRun-TimeEnvironment
基于Keil的RTE(run time environment)配置GD32开发环境，移植FreeRTOS
crossni的专栏
02-27 1769
10多年前就用STM32了，最近从STM32转到GD32，感觉国产的芯片发展是真的快，不但更便宜，还更快更好用了（是在是受不了STM32 I2C BUSY的那个BUG）。先说下，实际上STM32的程序可以直接烧了到GD32里面，用串口或者是JLINK、DAP下载器都可以，程序会直接运行。STM32最简单的开发应该是用STM32CubeMX+Keil 或者是 STM32CubeIDE（个人感觉不如keil）。而GD32我试了一下，应该最快最方便的应该是用keil 的 RTE工具生成。
【LWIP】stm32用CubeMX(6.4版)配置LwIP+Ping+TCPclient+TCPserver发送信息到PC（操作部分）
热门推荐
lrqblack的博客
03-28 3万+
文章目录前言一、实验平台二、手把手全程配置步骤1.配置电脑环境2.配置cubeMX3.配置MDK（Keil5）4.配置TCPclient通信程序总结 前言 这是我写的第一篇博客，欢迎大家给点鼓励和提出建议！ 本人由于爱好，辞去土木工作，于不到一个月前入职某个科技公司，专业能力和刚毕业的大学生一样都是很薄弱的。然后被分配到了关于stm32网络方面的工作，经过两个星期的苦学，从一个对cubeMX、网络和LWIP都是零基础的新手学会了LWIP....
STM32CubeMx采用HAL库实现点亮led流水灯
chenyu128的博客
10-13 1432
stm32cubemx采用hal库实现点亮led流水灯
STM32CubeMX安装并采用HAL库编程点亮流水灯
qq_52340288的博客
10-12 806
STM32CubeMX 是 ST 意法半导体近几年来大力推荐的STM32 芯片图形化配置工具，通过自己对硬件的需要，进行选择，而后可以快速生成代码，减少开发人员的开发难度，时间和花销。STM32 覆盖整个STM32系列。其包含了大量的芯片（资源，价格介绍），便于我们进行芯片选型，同时还拥有一系列的中间件，如 RTOS, USB, TCP/IP等。对芯片的整体资源，以及时钟树有更深刻的认识。快速代码生成（对外设进行初始化），方便我们对我们的想法进行验证与开发。当增加外设时，工程也可以进行更新。内容意义。
STM32CubeMX使用HAL库点亮LED流水灯+Proteus8.15仿真
2402_87302615的博客
11-30 1842
利用 Keil 的软件仿真逻辑分析仪功能以及在 Proteus 电路中加入示波器模块来观察 GPIO 端口的波形，在没有实际示波器时，软件仿真逻辑分析仪成为了跟踪管脚时序状态、分析高低电平转换周期，帮助我精准地判断代码是否按照预期控制硬件输出，方便定位代码中的故障点。在完成本次围绕 STM32 展开的一系列实验任务后，我收获颇丰，不仅对 STM32 的中断原理、HAL 库函数开发方法有了深入的理解，还在多个软件工具的使用以及代码管理方面积累了宝贵的经验。根据keil的设计代码，将对应引脚与LED进行连接。
stm32cubemx_mac_v6.4.0
03-02
stm32cubemx_mac_v6.4.0
STM32CubeMX最新版本V6.4.0.zip，界面简洁，使用流畅
01-09
截止2022年1月发布的最新版本V6.4.0，适用于Windows平台，可以访问官网进行下载：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html，对于官网下载困难的用户可以下载此资源。
SetupSTM32CubeMX-6.4.0-Win.exe (ST代码生成工具)
01-05
STM32官方的代码生成工具，极大的提高了开发效率。
SetupSTM32CubeMX-6.4.0-Win.exe
12-09
stm32cubemx-win_v6.4.0，支持windows
en.stm32cubemx-win_v6.4.0.zip
12-06
最新版本stm32cubemx 6.4.0
This lOC file has been generated with CubeMX version 6.6.1 Your current CubeMX version is 6.4.0 Plea
weixin_48622654的博客
11-17 2507
STM32Cubemx文件的版本不一致导致打不开.ioc文件的问题我尝试升级程序但是发现还是不行。
利用 MDK的RTE（run-time environment）功能添加自己的pack
kiti1013的专栏
05-12 1万+
MDK5.0提供的RTE功能还是很不错的，这个功能一方面方便用户创建自己常用的驱动文件包，还有一个很重要的功能就是支持自 动更新，如有驱动包发布者更驱动包，用户每次打开RTE，点击一下更新即可检测。 下面讲解一下如何创建自己的常用驱动包.
【STM32仿真】STM32CubeMX+Keil+Proteus单片机仿真
晚安的博客
05-04 1万+
博主最近需要联合proteush和STM32CubeMX两个软件进行单片机的仿真，为后期的硬件打下基础。主要目的是学习软件的使用和单片机的仿真。本文是我在学习proteus软件和STM32CubeMX过程当中的心得和学习笔记，在学习时已经有C， C++的基础。文章附上了学习的代码，仅供大家参考。如果有问题，有错误欢迎大家留言。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值