STM32裸机编程的基础知识(5)

发布时间:2024-03-04  

闪烁 LED

现在我们已经搭建好了完整的构建、烧写的基础设施,是时候让固件做点儿有用的事情了。什么是有用的事情?当然是闪烁 LED 了!Nucleo-F429ZI 开发板有 3 颗 LED,在开发板数据手册的 6.5 节,我们可以看到板载 LED 连接的引脚:


PB0: green LED

PB7: blue LED

PB14: red LED

再次修改

main.c

文件,添加上引脚定义,然后把蓝色 LED 引脚设为输出模式,开始无限循环。首先,把我们之前讨论过的 GPIO 定义和模式设置拷贝过来,注意,现在又新加了一个

BIT(position)

工具宏:



#include < inttypes.h >

#include < stdbool.h >


#define BIT(x) (1UL < < (x))

#define PIN(bank, num) ((((bank) - 'A') < < 8) | (num))

#define PINNO(pin) (pin & 255)

#define PINBANK(pin) (pin > > 8)


struct gpio {

volatile uint32_t MODER, OTYPER, OSPEEDR, PUPDR, IDR, ODR, BSRR, LCKR, AFR[2];

};

#define GPIO(bank) ((struct gpio *) (0x40020000 + 0x400 * (bank)))


// Enum values are per datasheet: 0, 1, 2, 3

enum { GPIO_MODE_INPUT, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_MODE_AF, GPIO_MODE_ANALOG };


static inline void gpio_set_mode(uint16_t pin, uint8_t mode) {

struct gpio *gpio = GPIO(PINBANK(pin));  // GPIO bank

int n = PINNO(pin);                      // Pin number

gpio- >MODER &= ~(3U < < (n * 2));         // Clear existing setting

gpio- >MODER |= (mode & 3) < < (n * 2);    // Set new mode

}

某些微控制器在上电时会把所有外设都自动使能,然而,STM32 微控制器在上电时外设是默认关闭的,以降低功耗。为了使能 GPIO 外设,我们需要通过 RCC 单元使能外设时钟。在芯片数据手册 7.3.10 节,可以找到 AHB1ENR 寄存器与此相关,还是先定义整个 RCC 单元:


struct rcc {

volatile uint32_t CR, PLLCFGR, CFGR, CIR, AHB1RSTR, AHB2RSTR, AHB3RSTR,

RESERVED0, APB1RSTR, APB2RSTR, RESERVED1[2], AHB1ENR, AHB2ENR, AHB3ENR,

RESERVED2, APB1ENR, APB2ENR, RESERVED3[2], AHB1LPENR, AHB2LPENR,

AHB3LPENR, RESERVED4, APB1LPENR, APB2LPENR, RESERVED5[2], BDCR, CSR,

RESERVED6[2], SSCGR, PLLI2SCFGR;

};

#define RCC ((struct rcc *) 0x40023800)

在 AHB1ENR 寄存器文档中可以看到 0-8 位控制 GPIOA - GPIOI 的时钟:


int main(void) {

uint16_t led = PIN('B', 7);            // Blue LED

RCC- >AHB1ENR |= BIT(PINBANK(led));     // Enable GPIO clock for LED

gpio_set_mode(led, GPIO_MODE_OUTPUT);  // Set blue LED to output mode

for (;;) asm volatile("nop");          // Infinite loop

return 0;

}

接下来需要做的就是找到如何开关 GPIO 引脚,然后在主循环中点亮 LED,延时,熄灭 LED,延时。在芯片数据手册 8.4.7 节,可以看到 BSRR 寄存器与设置电压高低有关,低 16 位设置 ODR 寄存器输出高,高 16 位设置 ODR 寄存器输出低。为此定义一个 API 函数:


static inline void gpio_write(uint16_t pin, bool val) {

struct gpio *gpio = GPIO(PINBANK(pin));

gpio- >BSRR |= (1U < < PINNO(pin)) < < (val ? 0 : 16);

}

下一步我们需要实现一个延时函数,目前还不需要精确延时,所以定义一个

spin()

函数,执行 NOP 指令给定的次数:


static inline void spin(volatile uint32_t count) {

while (count--) asm("nop");

}

最后,修改主循环来让 LED 闪烁起来:


for (;;) {

gpio_write(pin, true);

spin(999999);

gpio_write(pin, false);

spin(999999);

}

执行

make flash

来看蓝色 LED 闪烁吧!


完整工程源码可以在 step-1-blinky 文件夹找到。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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