STM32流水灯

本文最后更新于 2024年9月18日 晚上

STM32CubeMX的配置

  • 创建STM32CubeMX工程

  • 打开外部晶振

  • 时钟树设置 注意外部晶振的频率是由硬件决定的，选择与硬件相匹配的频率

  • 配置IO引脚

  • 配置文件路径和代码生成

  • 生成代码

KEIL配置

下面的工具栏在页面的左上角

点击红色方框中的按钮

选择你用的烧录器，点击右边的setting后可以看到芯片是否连接成功

由于hal库函数中HAL_Delay()函数使用的是系统时钟的中断来实现的，容易进入死循环或者程序卡死，因此使用非中断实现延时，在工程中加入delay.c和delay.h定义了函数Delay_ms()和Delay_us()来实现。下面是在工程中加入文件的指南。

将Delay文件夹加入文件目录

点击add file将delay.c文件加入，并将delay文件夹加入include路径

  • 编写程序

注意自己的代码都要写在USER_CODE_BEGIN...和USER_CODE_END...注释之间，否则使用STM32CubeMX重新generate的时候自己的代码会被清除。

自己定义的端口名称会在main.h中生成(STM32CubeMX自动生成)，这里是我定义的端口

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/* Private defines -----------------------------------------------------------*/
#define LED1_Pin GPIO_PIN_6
#define LED1_GPIO_Port GPIOB
#define LED2_Pin GPIO_PIN_7
#define LED2_GPIO_Port GPIOB
#define LED3_Pin GPIO_PIN_8
#define LED3_GPIO_Port GPIOB
#define LED4_Pin GPIO_PIN_9
#define LED4_GPIO_Port GPIOB

为了方便找到位置这里将main.c都列出，加上的代码边上都有注释

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/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "delay.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */
	delay_init(180);// 配置延时函数，参数是系统时钟频率
  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  // 在测试板中IO引脚输出高电平LED不亮，其他板子请参照原理图
  HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port,LED3_Pin,GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(LED4_GPIO_Port,LED4_Pin,GPIO_PIN_SET);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  //流水灯begin
	  HAL_GPIO_WritePin(LED4_GPIO_Port,LED4_Pin,GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);
	  delay_ms(200);
	  HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);
	  HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_RESET);
	  delay_ms(200);
	  HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_SET);
	  HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port,LED3_Pin,GPIO_PIN_RESET);
	  delay_ms(200);
	  HAL_GPIO_WritePin(LED3_GPIO_Port,LED3_Pin,GPIO_PIN_SET);
	  HAL_GPIO_WritePin(LED4_GPIO_Port,LED4_Pin,GPIO_PIN_RESET);
	  delay_ms(200);
	  //流水灯end
    /* USER CODE END WHILE */
	  
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 180;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Activate the Over-Drive mode
  */
  if (HAL_PWREx_EnableOverDrive() != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

编译通过后烧录即可。

delay的实现参考正点原子的例程。

delay.c

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#include "delay.h"
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 	 
//如果使用ucos,则包括下面的头文件即可.
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h"					//ucos 使用	  
#endif
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//ALIENTEK STM32F407开发板
//使用SysTick的普通计数模式对延迟进行管理(支持ucosii/ucosiii)
//包括delay_us,delay_ms
//正点原子@ALIENTEK
//技术论坛:www.openedv.com
//创建日期:2017/4/6
//版本：V1.1
//版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2014-2024
//All rights reserved
//********************************************************************************
//修改说明
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 

static uint32_t fac_us=0;							//us延时倍乘数

#if SYSTEM_SUPPORT_OS		
    static uint16_t fac_ms=0;				        //ms延时倍乘数,在os下,代表每个节拍的ms数
#endif

#if SYSTEM_SUPPORT_OS							//如果SYSTEM_SUPPORT_OS定义了,说明要支持OS了(不限于UCOS).
//当delay_us/delay_ms需要支持OS的时候需要三个与OS相关的宏定义和函数来支持
//首先是3个宏定义:
//delay_osrunning:用于表示OS当前是否正在运行,以决定是否可以使用相关函数
//delay_ostickspersec:用于表示OS设定的时钟节拍,delay_init将根据这个参数来初始哈systick
//delay_osintnesting:用于表示OS中断嵌套级别,因为中断里面不可以调度,delay_ms使用该参数来决定如何运行
//然后是3个函数:
//delay_osschedlock:用于锁定OS任务调度,禁止调度
//delay_osschedunlock:用于解锁OS任务调度,重新开启调度
//delay_ostimedly:用于OS延时,可以引起任务调度.

//本例程仅作UCOSII和UCOSIII的支持,其他OS,请自行参考着移植
//支持UCOSII
#ifdef 	OS_CRITICAL_METHOD						//OS_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSII				
#define delay_osrunning		OSRunning			//OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec	OS_TICKS_PER_SEC	//OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting 	OSIntNesting		//中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif

//支持UCOSIII
#ifdef 	CPU_CFG_CRITICAL_METHOD					//CPU_CFG_CRITICAL_METHOD定义了,说明要支持UCOSIII	
#define delay_osrunning		OSRunning			//OS是否运行标记,0,不运行;1,在运行
#define delay_ostickspersec	OSCfg_TickRate_Hz	//OS时钟节拍,即每秒调度次数
#define delay_osintnesting 	OSIntNestingCtr		//中断嵌套级别,即中断嵌套次数
#endif


//us级延时时,关闭任务调度(防止打断us级延迟)
void delay_osschedlock(void)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD   			//使用UCOSIII
	OS_ERR err; 
	OSSchedLock(&err);						//UCOSIII的方式,禁止调度，防止打断us延时
#else										//否则UCOSII
	OSSchedLock();							//UCOSII的方式,禁止调度，防止打断us延时
#endif
}

//us级延时时,恢复任务调度
void delay_osschedunlock(void)
{	
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD   			//使用UCOSIII
	OS_ERR err; 
	OSSchedUnlock(&err);					//UCOSIII的方式,恢复调度
#else										//否则UCOSII
	OSSchedUnlock();						//UCOSII的方式,恢复调度
#endif
}

//调用OS自带的延时函数延时
//ticks:延时的节拍数
void delay_ostimedly(uint32_t ticks)
{
#ifdef CPU_CFG_CRITICAL_METHOD
	OS_ERR err; 
	OSTimeDly(ticks,OS_OPT_TIME_PERIODIC,&err); //UCOSIII延时采用周期模式
#else
	OSTimeDly(ticks);						    //UCOSII延时
#endif 
}
 
//systick中断服务函数,使用OS时用到
void SysTick_Handler(void)
{	
    HAL_IncTick();
	if(delay_osrunning==1)					//OS开始跑了,才执行正常的调度处理
	{
		OSIntEnter();						//进入中断
		OSTimeTick();       				//调用ucos的时钟服务程序               
		OSIntExit();       	 				//触发任务切换软中断
	}
}
#endif
			   
//初始化延迟函数
//当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍
//SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
//SYSCLK:系统时钟频率
void delay_init(uint16_t SYSCLK)
{
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 						//如果需要支持OS.
	uint32_t reload;
#endif
    HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);//SysTick频率为HCLK
	fac_us=SYSCLK;						//不论是否使用OS,fac_us都需要使用
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 						//如果需要支持OS.
	reload=SYSCLK;					    //每秒钟的计数次数 单位为K	   
	reload*=1000000/delay_ostickspersec;	//根据delay_ostickspersec设定溢出时间
											//reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右	
	fac_ms=1000/delay_ostickspersec;		//代表OS可以延时的最少单位	   
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断
	SysTick->LOAD=reload; 					//每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次	
	SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启SYSTICK
#else
#endif
}								    

#if SYSTEM_SUPPORT_OS 						//如果需要支持OS.
//延时nus
//nus:要延时的us数.	
//nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)	    								   
void delay_us(uint32_t nus)
{		
	uint32_t ticks;
	uint32_t told,tnow,tcnt=0;
	uint32_t reload=SysTick->LOAD;				//LOAD的值	    	 
	ticks=nus*fac_us; 						//需要的节拍数 
	delay_osschedlock();					//阻止OS调度，防止打断us延时
	told=SysTick->VAL;        				//刚进入时的计数器值
	while(1)
	{
		tnow=SysTick->VAL;	
		if(tnow!=told)
		{	    
			if(tnow<told)tcnt+=told-tnow;	//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
			else tcnt+=reload-tnow+told;	    
			told=tnow;
			if(tcnt>=ticks)break;			//时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
		}  
	};
	delay_osschedunlock();					//恢复OS调度											    
}  
//延时nms
//nms:要延时的ms数
//nms:0~65535
void delay_ms(uint16_t nms)
{	
	if(delay_osrunning&&delay_osintnesting==0)//如果OS已经在跑了,并且不是在中断里面(中断里面不能任务调度)	    
	{		 
		if(nms>=fac_ms)						//延时的时间大于OS的最少时间周期 
		{ 
   			delay_ostimedly(nms/fac_ms);	//OS延时
		}
		nms%=fac_ms;						//OS已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时    
	}
	delay_us((uint32_t)(nms*1000));				//普通方式延时
}
#else  //不用ucos时

//延时nus
//nus为要延时的us数.	
//nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)	 
void delay_us(uint32_t nus)
{		
	uint32_t ticks;
	uint32_t told,tnow,tcnt=0;
	uint32_t reload=SysTick->LOAD;				//LOAD的值	    	 
	ticks=nus*fac_us; 						//需要的节拍数 
	told=SysTick->VAL;        				//刚进入时的计数器值
	while(1)
	{
		tnow=SysTick->VAL;	
		if(tnow!=told)
		{	    
			if(tnow<told)tcnt+=told-tnow;	//这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
			else tcnt+=reload-tnow+told;	    
			told=tnow;
			if(tcnt>=ticks)break;			//时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
		}  
	};
}

//延时nms
//nms:要延时的ms数
void delay_ms(uint16_t nms)
{
	uint32_t i;
	for(i=0;i<nms;i++) delay_us(1000);
}
#endif

delay.h

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#ifndef _DELAY_H
#define _DELAY_H	  
#include "main.h"
void delay_init(uint16_t SYSCLK);
void delay_ms(uint16_t nms);
void delay_us(uint32_t nus);
#endif


工程源码（内附stm32f446的原理图）

百度网盘

链接：https://pan.baidu.com/s/1enfsIci683wCs_zBuYtJSw?pwd=nxet

提取码：nxet

实践任务

  1. 在源代码的基础上使得流水灯来回流动而不是单向流动
  2. 通过控制灯亮与灭的持续时间来控制灯的亮度，实现四个不同亮度的灯（原理与PWM相同）
  3. (拓展)使用定时器中断来实现流水灯的效果
嵌入式 > STM32
#单片机入门
STM32流水灯
http://example.com/posts/2680/
作者
晓寒
发布于
2023年10月25日
许可协议