STM32实验报告分析.docx
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STM32实验报告分析.docx
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STM32实验报告分析
实验一:
一个灯的闪烁
1、实验要求
1.熟悉使用STM32F103ZET6开发板
2.利用C语言程序实现一个灯闪烁
2、电路原理图
图1-1LED灯硬件连接图
3、软件分析
1.本实验用到以下3个库函数(省略了参数):
RCC_DeInit();RCC_APB2PeriphClockCmd();GPIO_Init();
2.配置输入的时钟:
SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置,GPIOA连接在APB2上,因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA
3.声明GPIO结构:
PF6~PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
4.应用GPIO口:
点亮LED1有五种方法
①ODR寄存器法:
GPIOA->ODR=0xffbf;
②位设置/清除寄存器法:
GPIOA->BRR|=0X001;
③方法③只适用于GPIOx_BSRR寄存器
④GPIO_WriteBit()函数法:
GPIO_Write(0xffbf);
⑤置位复位库函数法:
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);
5.主函数程序:
intmain(void)
{
RCC_Configuration();/*配置系统时钟*/
GPIO_Configuration();/*配置GPIOIO口初始化*/
for(;;)
{
GPIOF->ODR=0xfeff;/*PF8=0-->点亮D3*/
Delay(600000);
GPIOF->ODR=0xffff;/*PF8=1-->熄灭D3*/
Delay(600000);
}
}
4、实验现象
下载程序后开发板上的LED1灯闪烁
5、总结
通过对本实验可以发现,和51等8位单片机相比,STM32对I/O端口的操作变得复杂了许多。
51单片机点灯的程序最简单,直接在main()中写一个while
(1),里面写4行代码就可以了。
STM32进入while
(1)之前必须先配置I/O的方向,必须使能外设的时钟。
对STM32来说,除了CM3内核都算外设,包括GPIO。
STM32可以关闭任何外设的时钟以禁止该外设,这样设计是出于减少功耗的考虑。
实验二:
流水灯的闪烁
一、实验要求
1、熟悉使用STM32F103ZET6开发板
2、利用C语言程序实现流水灯的闪烁实验
二、电路原理图
图1-2流水灯硬件连接图
三、软件分析
1.本实验用到以下4个库函数(省略了参数):
RCC_DeInit();RCC_APB2PeriphClockCmd();GPIO_Init();GPIO_WriteBit();3个自定义函数LED
2.配置输入的时钟:
SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置,GPIOA连接在APB2上,因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA
3.声明GPIO结构:
PF6~PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
4.应用GPIO口:
点亮LED1有五种方法
①ODR寄存器法:
GPIOA->ODR=0xffbf;
②位设置/清除寄存器法:
GPIOA->BRR|=0X001;
③方法③只适用于GPIOx_BSRR寄存器
④GPIO_WriteBit()函数法:
GPIO_Write(0xffbf);
⑤置位复位库函数法:
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);
5.主函数程序:
intmain(void)
{
RCC_Configuration();/*配置系统时钟*/
GPIO_Configuration();/*配置GPIOIO口初始化*/
for(;;)
{
LED1();
LED2();
LED3();
}
}
6.LED1实现所有灯从led1到led5依次点亮再全部熄灭,然后全部点亮,再全部熄灭的过程;LED2实现所有灯从led5到led1依次点亮的过程;LED3实现所有灯从led5到led1依次熄灭,点亮1、3、5灯,然后全部点亮,再全部熄灭的过程;
四、实验现象
下载程序后开发板上的LED所有灯从led1到led5依次点亮再全部熄灭,然后全部点亮,再全部熄灭,从led5到led1依次点亮,所有灯从led5到led1依次熄灭,点亮1、3、5灯,然后全部点亮,再全部熄灭。
五、总结
通过代码分析发现,使用固件库函数可以大大简化编程工作,我们可以依葫芦画瓢,很容易修改成自己想要的功能代码。
对相关寄存器的深入了解,可以使我们对各种外设功能有更深刻、更具体的掌握,使用起来也更得心应手。
实验三:
单级外部中断
一、实验要求
1.利用C语言程序实现按下SW3,LED5闪烁20次单级外部中断实验
2.通过实验掌握外部中断的编程方法
二、电路原理图
1-3外部中断连接图
三、软件分析
1.STM32外部中断要经过3个部分模块设置处理,然后才进入到中断服务程序的处理,其框图如下:
外部中断信号输入通道映射(选择)模块
外部中断控制器模块
NVIC中断控制器模块
中断服务程序
外部信号
1-4中断处理模块框图
2.STM32外部中断:
GPIO输入中断虽然有16个输入通道,但是只占用了7个中断向量。
EXTI0~EXTI4各占用一个中断向量,EXTI5~9共用一个,EXTI10~15共用一个。
所以在编程的时候EXTI5~9将共用一个中断函数,EXTI10~15共用一个中断函数。
3.本实验用到以下6个库函数(省略了参数):
RCC_DeInit();RCC_APB2PeriphClockCmd();GPIO_Init();GPIO_WriteBit();EXTI_InitTypeDef();NVIC_PriorityGroupConfig()
4.配置输入的时钟:
SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置,GPIOA连接在APB2上,因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA
5.声明GPIO结构:
PF6~PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
6.应用GPIO口:
点亮LED1有五种方法
①ODR寄存器法:
GPIOA->ODR=0xffbf;
②位设置/清除寄存器法:
GPIOA->BRR|=0X001;
③方法③只适用于GPIOx_BSRR寄存器
④GPIO_WriteBit()函数法:
GPIO_Write(0xffbf);
⑤置位复位库函数法:
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);
7.EXTI配置:
①引脚选择:
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource3);
②清除中断标志位:
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8)
③设置外部中断结构体的成员:
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
8.NVIC配置:
分为四个部分,分别针对中断线0到中断线3,结构相同。
NVIC_PriorityGroupConfig()函数配置占先优先级和副优先级
9.主函数程序:
intmain()
{
RCC_Configuration();/*配置系统时钟*/
NVIC_Configuration();
GPIO_Configuration();/*IO口初始化*/
EXTI_Configuration();
GPIO_Write(GPIOF,0xffff);/*全灭*/
Delay(5000);
while
(1)
{}
}
四、实验现象
每按下一次SW3,LED5闪烁20次,实现单级中断
五、总结
通过实验,我们学习了如何使用STM32的GPIO外部中断功能。
GPIO外部中断使用方法比较容易掌握,只要沿着中断信号线一路设置遇到的寄存器,最后编写中断服务程序即可,当然还要设置中断优先级。
实验四:
中断嵌套
一、实验要求
1.利用C语言程序实现中断嵌套实验
按下SW3,LED5闪烁20次SW3-->PA0LED5-->PF10中断优先级为1;按下SW2,LED3闪烁20次SW2-->PD3LED3-->PF8中断优先级为2;按下SW1,LED1闪烁20次SW1-->PA8LED1-->PF6中断优先级为3;按下SW5,LED4闪烁20次SW5-->PC13LED4-->PF9中断优先级为4
2.通过实验掌握外部中断的编程方法
三、软件分析
1.配置输入的时钟:
SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置,GPIOA连接在APB2上,因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA
2.声明GPIO结构:
PF6~PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
7.应用GPIO口:
点亮LED1有五种方法
①ODR寄存器法:
GPIOA->ODR=0xffbf;
二、电路原理图
图1-5多级中断硬件连接图
②位设置/清除寄存器法:
GPIOA->BRR|=0X001;
③方法③只适用于GPIOx_BSRR寄存器
④GPIO_WriteBit()函数法:
GPIO_Write(0xffbf);
⑤置位复位库函数法:
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);
7.EXTI配置:
①引脚选择:
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource3);
②清除中断标志位:
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8)
③设置外部中断结构体的成员:
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
8.NVIC配置:
分为四个部分,分别针对中断线0到中断线3,结构相同。
优先级组都设为2,PC13中断主次优先级分别为4;PA8主次优先级分别为3;PD3主次优先级分别为2;PA0主次优先级分别为1;要求先进入PC13中断,执行某一个任务,突然PA8打断PC13的中断,转而进行PA8的中断。
PC13的中断任务执行完毕,返回到PC13中断继续原来的中断任务。
突然PD3打断PA8的中断,转而进行PD3的中断。
PD3的中断任务执行完毕,返回到PA8中断继续原来的中断任务,以此推类。
NVIC_PriorityGroupConfig()函数配置占先优先级和副优先级
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI15_10_IRQChannel;//设定中断源为PC13-->SW5
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=4;//中断占优先级为4
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//副优先级为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI9_5_IRQChannel;//设定中断源为PA8-->SW1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//中断占优先级为3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//副优先级为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI3_IRQChannel;//设定中断源为PD3-->SW2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//中断占优先级为2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//副优先级为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI0_IRQChannel;//设定中断源为PA0-->SW3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;//中断占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//副优先级为0
9.主函数程序:
intmain()
{
RCC_Configuration();/*配置系统时钟*/
NVIC_Configuration();
GPIO_Configuration();/*IO口初始化*/
EXTI_Configuration();
GPIO_Write(GPIOF,0xffff);/*全灭*/
Delay(5000);
while
(1){}
}}
四、实验现象
按下SW3,LED5闪烁20次,闪烁过程中因为其中断优先级为1,所以除了复位按键其他按键不能打断LED5的亮灯情况;按下SW2,LED3闪烁20次,因为中断优先级为2,SW3可以使LED3闪烁停止而其他按键不能;按下SW1,LED1闪烁20次;按下SW5,LED4闪烁20次,中断优先级为4
五、总结
通过实验,我们学习了如何使用STM32的GPIO外部中断功能和中断嵌套的编程。
GPIO外部中断使用方法比较容易掌握,设置中断优先级时中断优先级越高,设置的数字应该越小。
实验五:
TIM2的基本应用
一、实验要求
1.利用C语言程序实现用通用定时器TIM2中断控制LED的闪烁
2.通过实验掌握定时器的编程方法
二、软件分析
1.STM32的通用定时器:
STM32的通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。
STM32有4个通用定时器(TIM2、TIM3、TIM4、TIM5),它们适用于多种场合,包括测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和PWM)。
每个定时器都是完全独立的,没有互相共享任何资源。
它们可以一起同步操作。
2.配置输入的时钟:
SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置,GPIOA连接在APB2上,因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA
3.声明GPIO结构:
PF6~PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
4.应用GPIO口:
点亮LED1有五种方法
①ODR寄存器法:
GPIOA->ODR=0xffbf;
②位设置/清除寄存器法:
GPIOA->BRR|=0X001;
③方法③只适用于GPIOx_BSRR寄存器
④GPIO_WriteBit()函数法:
GPIO_Write(0xffbf);
⑤置位复位库函数法:
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);
5.EXTI配置:
①引脚选择:
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource3);
②清除中断标志位:
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8)
③设置外部中断结构体的成员:
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
6.NVIC配置:
分为四个部分,分别针对中断线0到中断线3,结构相同。
NVIC_PriorityGroupConfig()函数配置占先优先级和副优先级
7.TIM配置:
voidTIM2_Init(void)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;//定义一个TIM初始化结构体
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=65535;//自动装载寄存器(TIMx_ARR)
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=0;//预分频器(TIMx_PSC)
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;//时钟分频因子CKD[1:
0],在此没有用到
//计数器模式:
TIMx向上计数模式,操作的是TIMx_CR1
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);//根据上述参数设置TIMx的时间基数
TIM_InternalClockConfig(TIM2);//TIM2预分频器由内部时钟驱动(默认),操作TIMx_SMCR
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);//使能TIM2中断,操作的是TIMx_DIER
TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);//使能定时器TIM2,操作的寄存器是TIMx_CR1
}
8.主函数程序:
intmain()
{
RCC_Configuration();/*配置系统时钟*/
GPIO_Configuration();/*配置GPIOI/O口初始化*/
NVIC_Configuration();/*配置NVIC*/
TIM_Configuration();/*配置TIMs*/
GPIO_Write(GPIOF,0xffff);/*全灭*/
while
(1);
}
三、实验现象
TIM2使LED1灯以1S的周期闪烁,单次定时时间为100*10^-6S
四、总结
通过实验,我们学习了如何使用STM32的通用定时器功能。
通用定时器的溢出时间计算:
使用通用定时器的最简单功能,就是定时,把计数器单元也当作一个分配器,时钟信号经过预分频器和计数器两级分频后,出来的信号就是溢出中断信号。
所以溢出中断频率由以下式子确定:
定时时间为:
T=(TIM_Period+1)*(TIM_Prescaler+1)/TIMxCLK
实验六:
TIM2,TIM3,TIM4多定时器的应用
一、实验要求
1.利用C语言程序实现TIM定时器多级中断
2.通过实验掌握定时器的编程方法
2、软件分析
预分频器
计数器
自动装载寄存器
CK_CNT
CK_PSC
1.配置输入的时钟:
SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置,GPIOA连接在APB2上,因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA
2.声明GPIO结构:
PF6~PF10口配置为输出、应用GPIO口
3.EXTI配置:
4.NVIC配置:
分为四个部分,分别针对中断线0到中断线3,结构相同。
NVIC_PriorityGroupConfig()函数配置占先优先级和副优先级
5.TIM配置:
使用定时器,就必须使能定时器的时钟,这就是函数RCC_APB1PeriphClockCmd();,通过它开启RCC_APB1Periph_TIM2TIM_DeInit(TIM2);该函数主要用于复位TIM2定时器,使之进入初始状态。
然后我们对自动重装载寄存器赋值,TIM_Period的大小实际上表示的是需要经过TIM_Period次计数后才会发生一次更新或中断。
{
TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;
/*TIM2configuration通道1:
输出比较模式*/
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=1999;/自动重装载寄存器的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=35999;/时钟预分频数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=0;/采样分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;/向上计数
TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStructure);
TIM_PrescalerConfig(TIM2,7199,TIM_PSCReloadMode_Immediate);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
TI
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