32单片机系列

51的学习暂时告一段落，也要继续学习stm32了。目前用的板子是江协的stm32f103c8的版本，先尝试着学习一下标准库的用法，虽然很难，但可以很好的理解计算机底层内容，尽力学吧，实在受不了就转向stmcubmax加hal库的方案。

1.GPIO

GPIO全拼叫General Purpose Input Output（通用输入输出）简称IO口，作用是用来控制连接在此GPIO口上的外设，通俗来说，就是单片机芯片通过控制IO口的电流输出，来起到控制外设的作用。

GPIO原理图

屏幕截图2024-12-12174243

一共有8种方式，但是一般常用输出方式就是推挽输出和开漏输出，而常用的输入方式是上拉输入和下拉输入，两者的区别就在于当没有外设给io口电平时，二者的默认电平不一样。

推挽输出同时支持高低电平驱动，方便快速切换电平，但是不支持线与（这个目前还没接触过），开漏输出就只支持低电平输入，电压取决于外部电压。

点灯+蜂鸣器

点灯

又是熟悉的点灯环节。

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
int main()
{	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);		//初始化时钟
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;		//定义gpio的一个结构体
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;		
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		//分别设置结构体的三个参数
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);		//初始化GPIO
	GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_RESET);		//可以写入对应IO口的值
	while(1)
	{
	}
}

效果图

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#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Delay.h"
int main()
{	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
	GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_RESET);
	while(1)
	{
		GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_RESET);
		Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_SET);
		Delay_ms(500);
	}
}

这个就引入了延时函数，可以实现小灯的频闪，但是这个32的delay函数跟51一样，还是通过执行无用的指令来拖延时间。

蜂鸣器

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#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Delay.h"
int main()
{	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	while(1)
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		Delay_ms(500);
		GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		Delay_ms(500);
	}
}

本质上是一样的，无非就是改一下初始化的GPIO口，和调整对应的赋值。

然后蜂鸣器有三个接口，用公母线连接到面包板上，分别是vcc，gnd和控制音频的引脚。也是跟小灯一样的赋值即可。

GPIO输入

按钮控制点灯

首先是按钮驱动的配置

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
void Key_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
uint8_t Key_GetNum(void)
{
	uint8_t KeyNum = 0;
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0)
	{
		Delay_ms(10);
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0);
		KeyNum=1;
	}
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==0)
	{
		Delay_ms(10);
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11)==0);
		KeyNum=2;
	}

	return KeyNum;
}

都是先是正常的初始化函数，即设置GPIO参数，然后再写读取按钮函数，通过返回8位的int数据，来表示按钮的状态。

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#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "key.h"
uint8_t KeyNum;
int main()
{	
	LED_Init();
	Key_Init();
	while(1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();
		if(KeyNum==1)
		{
			LED1_Turn();
		}
		if(KeyNum==2)
		{
			LED2_Turn();
		}
	}
}

这是主函数，逻辑很简单，就是通过判断Key_GetNum返回的值来判断按键的状态，其中，LED_Turn函数的内容就是如果GPIO输出为1就置为0，为0就置为1，的一个简单的反转函数。

光敏传感器

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
void LightSensor_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_13);
}
uint8_t LightSensor_Get(void)
{
return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13);
}

都大同小异，光敏传感器驱动也是一样的初始化函数加一个读取函数。

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#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "key.h"
#include "Buzzer.h"
#include "LightSensor.h"
int main()
{	
	Buzzer_Init();
	LightSensor_Init();
	while(1)
	{
		if(LightSensor_Get()==1)
			Buzzer_ON();
		else
			Buzzer_OFF();
	}
}

这样就实现了当光不照射时，蜂鸣器一直响，当光照射时，蜂鸣器不响。

OLED

这个跟51单片机类似，用的是江科协的库，直接调用对应的函数即可。

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#include "stm32f10x.h"   // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "OLED.h"
int main()
{	
	OLED_Init();
	OLED_ShowChar(1,1,'A');
	OLED_ShowString(1,3,"HelloWorld");
	OLED_ShowNum(2,1,12345,5);
	OLED_ShowSignedNum(2,7,-66,3);
	OLED_ShowHexNum(3,1,0xAA55,4);		//显示十六进制
	OLED_ShowBinNum(4,1,0xAA55,16);		//显示二进制
	while(1)
	{
	}
}

中断

对射红外传感器计次

这里跟51单片机的定时器情况类似，32就直接引入了中断的概念，像我的stm32f103有68种中断函数，有硬件中断也有定时器中断还有EXIT中断等等。

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这就是EXIT中断的简要流程图，我们也需要根据图上的内容来依次配置寄存器，用hal库。

首先第一个是AFIO，AFIO的作用是从多个GPIO接口中筛选出一个16接口来交给EXIT，避免线太多的麻烦，所以在配置EXIT中断时，选择监视的接口的端口位数不能有重复的，就比如不能同时设置GPIO_PinB1和GPIO_PinA1同时作为EXIT检测的io口，这样会出错。

然后就是EXIT的设置，跟GPIO的初始化配置类似，先是定义一个结构体，然后再交给hal库取值处理。

最后就是NVIC，这个东西的作用就是起到全局调度，设置好中断优先级以后，NVIC会配置好中断步骤，然后再交给。中断优先级可以分为抢占优先级和子优先级，其中抢占优先级是可以进行中断嵌套的，而子优先级的中断只能当本次中断执行结束后再执行。

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header
uint16_t CountSensor_Count=0;
void CountSensor_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);		//AFIO配置
	
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructre;
	EXTI_InitStructre.EXTI_LineCmd = ENABLE;					//打开使能
	EXTI_InitStructre.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;			//设置外设还是中断
	EXTI_InitStructre.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;		//下降沿触发模式
	EXTI_InitStructre.EXTI_Line = EXTI_Line14;					//设置具体的线
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructre);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
uint16_t CountSensor_Get(void)
{
	return CountSensor_Count;
}
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)==SET)
	{
		CountSensor_Count++;
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
	}	
}

这就是简单的一个光线传感器的计数模块，利用了中断函数进行计数。

旋转编码计次

这里用到了一个简单的旋转编码器，在连接vcc跟gnd和两个信号传输线后就可以正常使用了。有A相和B相输出，其中两向之间存在相位差，正转：如果A相先于B相变化，则表示编码器正转。反转：如果B相先于A相变化，则表示编码器反转。

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#include "stm32f10x.h"                  // Device header

int16_t Encoder_Count;

void Encoder_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);
	
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1;
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

int16_t Encoder_Get(void)
{
	int16_t Temp;
	Temp = Encoder_Count;
	Encoder_Count = 0;
	return Temp;
}

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)
	{
		if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == 0)
		{
			if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)
			{
				Encoder_Count --;
			}
		}
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
	}
}

void EXTI1_IRQHandler(void)
{
	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)
	{
		if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)
		{
			if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == 0)
			{
				Encoder_Count ++;
			}
		}
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
	}
}

编码器核心代码如上，当触发中断的时候，快速判断另一个头是不是低电平，来实现判断正转和反转，并进行+1和-1的操作。在主程序中只用num+=Encoder_Get()即可，并打印出num的值。