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STM32F103寄存器方式点亮LED流水灯

2021-10-23 22:02:34 阅读：245 来源： 互联网

标签：STM32F103 LED r1 r2 ldr BASE GPIOA 寄存器 GPIO

一、STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理

一、STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理

1.地址映射

　STM32固件库中，有个头文件叫stm32f10x.h，其中就定义了寄存器的映射，部分代码如下：

　　外设基地址PERIPH_BASE：

#define PERIPH_BASE           ((uint32_t)0x40000000)

总线基地址，在外设基地址上加上偏移：

#define APB1PERIPH_BASE       PERIPH_BASE
#define APB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x10000)
#define AHBPERIPH_BASE        (PERIPH_BASE + 0x20000)

GPIO外设基地址，在APB2总线基地址上加上偏移：

#define GPIOA_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)
#define GPIOB_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
#define GPIOC_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
#define GPIOD_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x1400)
#define GPIOE_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x1800)
#define GPIOF_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x1C00)
#define GPIOG_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x2000)

定义GPIO外设结构体，因为结构体成员在内存中是连续的，这种形式与寄存器组非常类似，所以用结构体能够很好的管理寄存器：

typedef struct
{
  __IO uint32_t CRL;
  __IO uint32_t CRH;
  __IO uint32_t IDR;
  __IO uint32_t ODR;
  __IO uint32_t BSRR;
  __IO uint32_t BRR;
  __IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;

定义GPIOA结构体指针，因为单单定义GPIO外设结构体，并不能确定其内存地址，因此用指针将其绑定到GPIOA外设基地址：

#define GPIOA               ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)

　访问寄存器方式的对比，映射访问明显更为直观：

//直接的地址访问
*(unsigned int *)(0x4001_0800）|= 0x0001;
//映射访问
GPIOA->CRL |= 0x0001;

2.寄存器映射

寄存器映射主要针对于Block2。这种映射不同于存储器映射的分配地址操作，而是在程序中对具有特定功能的内存单元进行命名的过程，每个内存单元都是四个字节，称作寄存器。例如GPIOA外设有个寄存器地址范围为0x4001_0800~0x4001_0803，该寄存器是用来配置GPIOA部分端口工作模式的，因此被映射为GPIOA_CRL。由此可知，这种映射方便了对寄存器的访问操作，因为如果每次访问寄存器都要查地址范围的话是很痛苦的。

如何实现这种映射的呢？以GPIOA_CRL为例，其映射地址 = 外设总基地址（块基地址）+ 总线相对于外设总基地址的偏移 + 具体外设基地址相对于总线基地址的偏移 + 寄存器相对于具体外设基地址的偏移。

　　外设总基地址恰好就是Block2的起始地址0x4000_0000；

　　GPIO属于APB2总线外设，因此查阅芯片手册如下图所示，我们其实直接可以得到APB2起始地址和GPIOA的起始地址，但是程序中一般不这么做，而是以偏移量来表示层次关系。从图中可计算到总线相对于外设总基地址的偏移为0x1_0000，GPIOA相对于APB2基地址的偏移为0x800。

再查阅GPIO的寄存器组，如下图所示。可以得到CRL寄存器相对于GPIO基地址偏移为0x00。综上GPIOA_CRL的基地址为：0x4000_0000+0x1_0000+0x800+0x00。

二、了解GPIO端口的初始化设置三步骤

STM32F103ZE的开发板里总共有7组IO口，每组IO口有16个IO，即这块板子总共有112个IO口分别是GPIOA~GPIOG。每个I/O端口位可以自由编程，但I/O端口寄存器必须按32位字节访问，不允许半字或单字节访问。
GPIO的工作模式主要有八种：4种输入方式，4种输出方式，分别为输入浮空，输入上拉，输入下拉，模拟输入；输出方式为开漏输出，开漏复用输出，推挽输出，推挽复用输出。
（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入（应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电）
（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入（浮空就是浮在半空，可以被其他物体拉上或者拉下，可以用于按键输入）
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入（IO内部下拉电阻输入）
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入（IO内部上拉电阻输入）
（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出（开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行）
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出（推挽就是有推有拉电平都是确定的，不需要上拉和下拉，IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的）
（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出（片内外设功能（I2C的SCL,SDA））
（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出（片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS））

GPIO初始化步骤
第一步：使能GPIOx口的时钟
第二步：指明GPIOx口的哪一位，这一位的速度大小以及模式。
第三步：调用GPIOx口初始化函数，进行初始化。
第四步：调用GPIO-SetBits函数，进行相应为的置位。

实例如下
☞对于单个GPIO口的初始化如下

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
第一步：使能GPIOA的时钟：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

第二步：设置GPIOA参数：输出OR输入，工作模式，端口翻转速率
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_7| GPIO_Pin_8; //设定要操作的管脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz

第三步：调用GPIOA口初始化函数，进行初始化。
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA

第四步：调用GPIO-SetBits函数，进行相应为的置位。
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //输出高

☞对于多个GPIO口的初始化如下

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
第一步：使能GPIOA，GPIOE的时钟：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);

第二步：设置GPIOA,GPIOE参数：输出OR输入，工作模式，端口翻转速率
第三步：调用GPIOA口初始化函数，进行初始化。
第四步：调用GPIO-SetBits函数，进行相应为的置位。

▶把第二、三、四步合并分别设置GPIOA和GPIOE
先设置GPIOA
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4; // 第四个口，PA4
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO-InitST); //根据设定参数初始化GPIOA
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); //输出高

再设置GPIOE
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; // 第三个口，PE3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO-InitST); //根据设定参数初始化GPIOE
GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_3); //输出高

三、点亮LED流水灯

1.代码

1.c

#include "stm32f10x.h"
//----------------APB2??????? ---------------------
#define RCC_APB2ENR		*((unsigned volatile int*)0x40021018)
//----------------GPIOA????? -----------------------
#define GPIOA_CRL		*((unsigned volatile int*)0x40010800)
#define	GPIOA_ODR		*((unsigned volatile int*)0x4001080C)
//----------------GPIOB????? -----------------------
#define GPIOB_CRL		*((unsigned volatile int*)0x40010C00)
#define	GPIOB_ODR		*((unsigned volatile int*)0x40010C0C)
//----------------GPIOC????? -----------------------
#define GPIOC_CRH		*((unsigned volatile int*)0x40011004)
#define	GPIOC_ODR		*((unsigned volatile int*)0x4001100C)
	
extern void led(void);

//????
 void Delay()
 {
   u32 i=0;
   for(;i<5000000;i++);
 }
 
//?1
 void led1()
 {
    GPIOA_ODR|=1<<4;		//PA4???
	 	Delay();
		GPIOA_ODR&=~(1<<4);//PA4???,???????
		Delay();		
 }
 
//?2
 void led2()
 {
	  GPIOB_ODR|=1<<5;		//PB4???
	 	Delay();
		GPIOB_ODR&=~(1<<5);//PB4???,???????
		Delay();		
 }
 
//?3
 void led3()
 {
	 
		GPIOC_ODR|=1<<14;	//PC14???
	 	Delay();
		GPIOC_ODR&=~(1<<14);//PC14???,???????
		Delay();		
 } 
 
 int main(void)
 {	
	 led();
	RCC_APB2ENR|=1<<2|1<<3|1<<4;	//APB2-GPIOA?GPIOB?GPIOC??????		
	
	GPIOA_CRL&=0xFFF0FFFF;	//??? ??		
	GPIOA_CRL|=0x00020000;	//PA4????	
	GPIOA_ODR&=~(1<<4);		//???????	
	
	GPIOB_CRL&=0xFF0FFFFF;	//??? ??		
	GPIOB_CRL|=0x00200000;	//PB5????		
	GPIOB_ODR&=~(1<<5);		//???????	
	 
	GPIOC_CRH&=0xF0FFFFFF;	//??? ??		
	GPIOC_CRH|=0x02000000;	//PC14????		
	GPIOC_ODR&=~(1<<14);	//???????			

	while(1){		
		led1();
		
        led2();
		
        led3();
		}
}

2.s

 AREA MYDATA, DATA
	
 AREA MYCODE, CODE
	ENTRY
	EXPORT led

led
	;??A,B,C
    ldr r0, =0x40021018
    ldr r1, =0x0000001c
    str r1, [r0]                


	;????A4
	ldr r0, =0x40010800
    ldr r1, [r0]
    bic r1, r1, #0x000f0000
    orr r1, r1, #0x00010000
    str r1, [r0]

	;????B5
    ldr r0, =0x40010c00
    ldr r1, [r0]
    bic r1, r1, #0x00f00000
    orr r1, r1, #0x00100000
    str r1, [r0]
	
	;????C14
	ldr r0, =0x40011004
    ldr r1, [r0]
    bic r1, r1, #0x0f000000
    orr r1, r1, #0x01000000
    str r1, [r0]

	;??A4??
	ldr r0, =0x4001080c
    ldr r1, =0x00000010
    str r1, [r0]

	ldr r0, =5000000;??
    ldr r1, =0
	
;????
blink
    add r1, r1, #1
    cmp r1, r0
    blt blink
	
	;??A4?
	ldr r1, =0x4001080c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00000010
    str r2, [r1]
	
	;??B5?
	ldr r1, =0x40010c0c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00000020
    str r2, [r1]
	
	ldr r1, =0

blink1	
	add r1, r1, #1
    cmp r1, r0
    blt blink1
	
	;??B5?
	ldr r1, =0x40010c0c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00000020
    str r2, [r1]
	
	;??C14?
	ldr r1, =0x4001100c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00004000
    str r2, [r1]
	

	ldr r1, =0

blink2
	add r1, r1, #1
    cmp r1, r0
    blt blink2
	
    ;??C14?
	ldr r1, =0x4001100c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00004000
    str r2, [r1]
	
	;??A4?
	ldr r1, =0x4001080c
    ldr r2, [r1]
    eor r2, r2, #0x00000010
    str r2, [r1]
	

	ldr r1, =0
    b blink

	
	END

2. 执行波形

3.结果

12346876453_哔哩哔哩_bilibili

四、参考文献

STM32存储器映射和寄存器映射 - KenSporger - 博客园 (cnblogs.com)

STM32入门-GPIO初始化步骤_爱学习的大喵喵的博客-CSDN博客

STM32F103寄存器方式点亮LED流水灯_平行叶子的博客-CSDN博客

标签：STM32F103,LED,r1,r2,ldr,BASE,GPIOA,寄存器,GPIO
来源： https://blog.csdn.net/m0_61816657/article/details/120923945

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STM32F103寄存器方式点亮LED流水灯

一、STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理

1.地址映射

2.寄存器映射

二、了解GPIO端口的初始化设置三步骤

三、点亮LED流水灯

1.代码

2. 执行波形

3.结果

四、参考文献