STM32神舟IV号(STM32F107VCT6)用户手册-LED指示灯闪烁.pdf

神舟系列开发板资料之 神舟系列开发板资料之 神舟神舟 IV 号用户手册号用户手册 STM32 开发板产品目录 STM32 开发板产品目录 神舟 I 号 STM32F103RBT6 不带 TFT 触摸彩屏 神舟 I 号 STM32F103RBT6 2 4 TFT 触摸彩屏 神舟 I 号 STM32F103RBT6 2 8 TFT 触摸彩屏 神舟 II 号 STM32F103VCT6 不带 TFT 触摸彩屏 神舟 II 号 STM32F103VCT6 2 8 TFT 触摸彩屏 神舟 II 号 STM32F103VCT6 3 2 TFT 触摸彩屏 神舟 III 号 STM32F103ZET6 不带 TFT 触摸彩屏 神舟 III 号 STM32F103ZET6 2 8 TFT 触摸彩屏 神舟 III 号 STM32F103ZET6 3 2 TFT 触摸彩屏 神舟 IV 号 STM32F107VCT6 不带 TFT 触摸彩屏 神舟 IV 号 STM32F107VCT6 2 8 TFT 触摸彩屏 神舟 IV 号 STM32F107VCT6 3 2 TFT 触摸彩屏 神舟 I 号 STM32F103RBT6 不带 TFT 触摸彩屏 神舟 I 号 STM32F103RBT6 2 4 TFT 触摸彩屏 神舟 I 号 STM32F103RBT6 2 8 TFT 触摸彩屏 神舟 II 号 STM32F103VCT6 不带 TFT 触摸彩屏 神舟 II 号 STM32F103VCT6 2 8 TFT 触摸彩屏 神舟 II 号 STM32F103VCT6 3 2 TFT 触摸彩屏 神舟 III 号 STM32F103ZET6 不带 TFT 触摸彩屏 神舟 III 号 STM32F103ZET6 2 8 TFT 触摸彩屏 神舟 III 号 STM32F103ZET6 3 2 TFT 触摸彩屏 神舟 IV 号 STM32F107VCT6 不带 TFT 触摸彩屏 神舟 IV 号 STM32F107VCT6 2 8 TFT 触摸彩屏 神舟 IV 号 STM32F107VCT6 3 2 TFT 触摸彩屏 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 2 页 共 413 页 声声 明明 本手册版权归属 ARMJISHU COM 所有 并保留一切权利 非经 ARMJISHU COM 书面同意 任何单位或个人不得擅自摘录本手册部 分或全部内容 违者我们将追究其法律责任 本文档为 ARMJISHU COM 网站推出的神舟 IV 号 STM32 开发板 配套用户手册 详细介绍 STM32 芯片的开发过程和神舟 IV 号开发 板的使用方法 本文档如有升级恕不另行通知 欢迎您访问 论坛获取最新手册文档及最新固件代码 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 3 页 共 413 页 目目 录录 1 第一章第一章 硬件篇硬件篇 13 1 1 神舟 IV 号 STM32F107VCT 开发板简介 13 1 2 神舟 IV 号开发板硬件详解 22 1 2 1 MCU处理器 22 1 2 2 JTAG SWD调试下载接口 26 1 2 3 10M 100M以太网接口 26 1 2 4 USB 2 0 OTG电路 31 1 2 5 触摸TFT彩屏接口 34 1 2 6 音频解码电路 34 1 2 7 SD卡接口 35 1 2 8 315M无线模块接口 35 1 2 9 2 4G无线模块接口 37 1 2 10 两组CAN总线接口 37 1 2 11 RS232C串口 38 1 2 12 485总线接口 39 1 2 13 SPI FLASH 40 1 2 14 I2C EEPROM 40 1 2 15 蜂鸣器电路 41 1 2 16 复位电路 42 1 2 17 LED指示灯 42 1 2 18 按键输入 43 1 2 19 RTC实时时钟电路 43 1 2 20 电位器AD电路 43 1 2 21 AD DA转换和PWM接口 44 1 2 22 电源电路 44 1 2 23 扩展接口 45 2 第二章第二章 软件篇软件篇 47 2 1 RVMDK 简介 47 2 2 新建 RVMDK 工程 47 2 3 代码的编译 54 2 4 在线仿真与程序下载 56 2 5 神舟 IV 号实验例程结构 58 2 6 RVMDK 使用技巧 61 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 4 页 共 413 页 2 6 1 快速定位函数 变量被定义的地方 61 2 6 2 快速注释与快速消注释 62 2 6 3 快速打开头文件 63 3 第三章第三章 基本操作篇基本操作篇 64 3 1 如何安装 JLINK 驱动程序 64 3 2 如何使用 JLINK 仿真器软件 66 3 2 1 如何使用J FLASH ARM 烧写固件到芯片FLASH 66 3 2 2 使用J Link command 设置和查看相关调试信息 69 3 3 如何给神舟 IV 号板供电 69 3 1 1 使用USB供电 69 3 1 2 使用外接电源供电 69 3 1 3 使用JLINK V8供电 70 3 4 如何通过串口下载一个固件到神舟 IV 号开发板 71 3 5 如何在 MDK 开发环境中使用 JLINK 在线调试 74 3 6 神舟 IV 号跳线含义 77 3 6 1 启动模式选择跳线 78 3 6 2 RS 232 RS 485选择跳线 78 3 6 3 RTC实时时钟跳线 78 4 第四章第四章 实战篇实战篇 79 4 1 LED 跑马灯实验 80 4 1 1 意义与作用 80 4 1 2 硬件设计 83 4 1 3 软件设计 83 4 1 4 下载与验证 87 4 2 按键实验 89 4 2 1 意义与作用 89 4 2 2 实验原理 90 4 2 3 硬件设计 90 4 2 4 软件设计 91 4 2 5 下载与验证 93 4 3 蜂鸣器实验 94 4 3 1 意义与作用 94 4 3 2 实验原理 95 4 3 3 硬件设计 96 4 3 4 软件设计 97 4 3 5 下载与验证 98 4 4 串口输出实验 99 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 5 页 共 413 页 4 4 1 意义与作用 100 4 4 2 实验原理 101 4 4 3 硬件设计 102 4 4 4 软件设计 103 4 4 5 下载与验证 108 4 5 串口输入输出验 109 4 5 1 意义与作用 110 4 5 2 实验原理 111 4 5 3 硬件设计 112 4 5 4 软件设计 113 4 5 5 下载与验证 115 4 6 SYSTICK系统滴答实验 115 4 6 1 意义与作用 116 4 6 2 实验原理 117 4 6 3 硬件设计 118 4 6 4 软件设计 119 4 6 5 下载与验证 122 4 7 产品唯一身份标识 UNIQUE DEVICE ID 实验 123 4 7 1 意义与作用 124 4 7 2 实验原理 125 4 7 3 硬件设计 126 4 7 4 软件设计 127 4 7 5 下载与验证 129 4 8 ADC 模数转换实验 130 4 8 1 意义与作用 131 4 8 2 实验原理 132 4 8 3 硬件设计 133 4 8 4 软件设计 134 4 8 5 下载与验证 137 4 9 CALENDAR简单 RTC 实时时钟实验 138 4 9 1 意义与作用 139 4 9 2 实验原理 140 4 9 3 硬件设计 141 4 9 4 软件设计 142 4 9 5 下载与验证 145 4 10 CALENDAR实时时钟与年月日实验 146 4 10 1 意义与作用 147 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 6 页 共 413 页 4 10 2 实验原理 148 4 10 3 硬件设计 149 4 10 4 软件设计 151 4 10 5 下载与验证 154 4 11 EEPROM 读写测试实验 155 4 11 1 意义与作用 156 4 11 2 实验原理 157 4 11 3 硬件设计 159 4 11 4 软件设计 161 4 11 5 下载与验证 163 4 12 TIMER 定时器实验 164 4 12 1 意义与作用 165 4 12 2 实验原理 166 4 12 3 硬件设计 167 4 12 4 软件设计 169 4 12 5 下载与验证 172 4 13 EXTI 外部中断实验 173 4 13 1 意义与作用 174 4 13 2 实验原理 175 4 13 3 硬件设计 176 4 13 4 软件设计 178 4 13 5 下载与验证 181 4 14 315M 无线模块扫描实验 182 4 14 1 意义与作用 183 4 14 2 实验原理 184 4 14 3 硬件设计 185 4 14 4 软件设计 186 4 14 5 下载与验证 188 4 15 EXTI 无线 315M 模块外部中断实验 189 4 15 1 意义与作用 190 4 15 2 实验原理 191 4 15 3 硬件设计 192 4 15 4 软件设计 195 4 15 5 下载与验证 197 4 16 TFT 彩屏显示实验 198 4 16 1 意义与作用 199 4 16 2 实验原理 200 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 7 页 共 413 页 4 16 3 硬件设计 201 4 16 4 软件设计 204 4 16 5 下载与验证 207 4 17 TFT 触摸屏显示加触摸实验 208 4 17 1 意义与作用 209 4 17 2 实验原理 211 4 17 3 硬件设计 213 4 17 4 软件设计 216 4 17 5 下载与验证 221 4 18 硬件 CRC 循环冗余检验实验 224 4 18 1 意义与作用 225 4 18 2 实验原理 226 4 18 3 硬件设计 227 4 18 4 软件设计 228 4 18 5 下载与验证 230 4 19 PVD 电源电压监测实验 231 4 19 1 意义与作用 232 4 19 2 实验原理 233 4 19 3 硬件设计 234 4 19 4 软件设计 235 4 19 5 下载与验证 237 4 20 STANDBY 待机模式实验 238 4 20 1 意义与作用 239 4 20 2 实验原理 240 4 20 3 硬件设计 241 4 20 4 软件设计 242 4 20 5 下载与验证 244 4 21 STOP 停止模式实验 245 4 21 1 意义与作用 246 4 21 2 实验原理 247 4 21 3 硬件设计 248 4 21 4 软件设计 249 4 21 5 下载与验证 251 4 22 CAN 总线回环实验 252 4 22 1 意义与作用 253 4 22 2 实验原理 254 4 22 3 硬件设计 255 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 8 页 共 413 页 4 22 4 软件设计 256 4 22 5 下载与验证 259 4 23 双 CAN 收发测试实验 260 4 23 1 意义与作用 261 4 23 2 实验原理 262 4 23 3 硬件设计 263 4 23 4 软件设计 264 4 23 5 下载与验证 266 4 24 485 总线收发实验 266 4 24 1 意义与作用 267 4 24 2 实验原理 268 4 24 3 硬件设计 269 4 24 4 软件设计 270 4 24 5 下载与验证 272 4 25 SPI 存储器 W25X16 实验 273 4 25 1 意义与作用 274 4 25 2 实验原理 275 4 25 3 硬件设计 276 4 25 4 软件设计 277 4 25 5 下载与验证 279 4 26 SD 卡实验实验 280 4 26 1 意义与作用 281 4 26 2 实验原理 282 4 26 3 硬件设计 283 4 26 4 软件设计 284 4 26 5 下载与验证 286 4 27 音乐播放器实验 287 4 27 1 意义与作用 288 4 27 2 实验原理 289 4 27 3 硬件设计 290 4 27 4 软件设计 291 4 27 5 下载与验证 293 4 28 2 4G 无线模块收发实验 294 4 28 1 意义与作用 295 4 28 2 实验原理 296 4 28 3 硬件设计 297 4 28 4 软件设计 298 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 9 页 共 413 页 4 28 5 下载与验证 300 4 29 USB 固件升级 DFU 实验 301 4 29 1 意义与作用 303 4 29 2 实验原理 306 4 29 3 硬件设计 310 4 29 4 软件设计 314 4 29 5 下载与验证 317 4 30 USB 实现 SD 读卡器实验 320 4 30 1 意义与作用 321 4 30 2 实验原理 322 4 30 3 硬件设计 323 4 30 4 软件设计 324 4 30 5 下载与验证 326 4 31 USB 人机交互设备实验 327 4 31 1 意义与作用 328 4 31 2 实验原理 329 4 31 3 硬件设计 332 4 31 4 软件设计 334 4 31 5 下载与验证 336 4 32 USB 实现虚拟串口实验 337 4 32 1 意义与作用 338 4 32 2 实验原理 340 4 32 3 硬件设计 342 4 32 4 软件设计 344 4 32 5 下载与验证 348 4 33 USB 实现 PC 音频播放器实验 349 4 33 1 意义与作用 350 4 33 2 实验原理 352 4 33 3 硬件设计 354 4 33 4 软件设计 355 4 33 5 下载与验证 358 4 34 以太网实现 HTTP 服务器实验 359 4 34 1 意义与作用 361 4 34 2 实验原理 364 4 34 3 硬件设计 367 4 34 4 软件设计 371 4 34 5 下载与验证 375 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 第 10 页 共 413 页 4 35 以太网实现 TELNET服务器实验 377 4 35 1 意义与作用 378 4 35 2 实验原理 380 4 35 3 硬件设计 382 4 35 4 软件设计 383 4 35 5 下载与验证 385 4 36 以太网实现 TFTP 服务器实验 386 4 36 1 意义与作用 387 4 36 2 实验原理 389 4 36 3 硬件设计 394 4 36 4 软件设计 395 4 36 5 下载与验证 397 4 37 以太网实现固件升级实验 400 4 37 1 意义与作用 401 4 37 2 实验原理 403 4 37 3 硬件设计 407 4 37 4 软件设计 409 4 37 5 下载与验证 411 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 嵌入式专业技术论坛 出品 第 96 页 共 432 页 4 1 LED跑马灯实验跑马灯实验 4 1 1 流水灯试验的意义与作用流水灯试验的意义与作用 作为开发板硬件经典入门实验 非跑马灯莫属 跑马灯也叫流水灯 神舟IV号开 发板板载了4个LED指示灯 LED1 LED2 LED3和LED4 本实验将通过教你如何控制 这四个灯实现交替闪烁的流水灯效果 该实验的关键在于如何控制STM32的IO口输出不同的电平 通过这一节的学习 您将 初步掌握STM32基本IO口的使用 迈出STM32学习的第一步 4 1 2 实验原理实验原理 前面已经说过 跑马灯的关键实际上就是如何控制STM32处理器的GPIO接口 作为IO 口 输出指定的电平信号 那么 这一节 我们就主要了解STM32的GPIO的原理和使用 STM32 的 IO 口可以由软件配置成 8 种模式 模拟输入 输入浮空 输入下拉 输入上拉 开漏输出 推挽输出 复用功能开漏输出 复用功能推挽输出 对应到STM32库文件中的定义如下 在我们使用一个GPIO之前 我们一般需要对GPIO管脚的时钟 和GPIO管脚模式以及 速率进行设定 STM32的GPIO端口在作为输出时 可以软件配置端口最大支持的时钟速率 有以下几种 输出模式 最大时钟速率10MHz 输出模式 最大时钟速率2MHz 输出模式 最大时钟速率50MHz 对应到STM32库中的定义如下 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 嵌入式专业技术论坛 出品 第 97 页 共 432 页 为了降低STM32处理器的功耗 可以依据实际的需求 选择合适的时钟速率 GPIO 口支持的最大时钟速率越低 它产生的功耗也越低 在对STM32的GPIO管脚有了一定的了解后 我们看一个完整的GPIO端口初始化的例 子 为程序便于大家修改和移植为程序便于大家修改和移植 此处使用宏定义来定义指示灯的管脚等 下面的LED config函数是初始化神舟IV号STM32开发板的4个LED灯对应的GPIO端口 初始化的子函数 关于IO口更详细的介绍 请参考开发板光盘里的 中文 STM32F系列ARM内核32 位高性能微控制器参考手册V10 1 pdf 第105页8 1节 4 1 3 硬件设计硬件设计 神舟 IV 号开发板上总共有 4 个是用户 LED 指示灯 由 4 个 GPIO 管脚分别控制 LED 灯的亮灭 当 GPIO 管脚输出低电平时 LED 指示灯亮 反之 当 GPIO 管脚输出高电平 时 LED 指示灯灭 这四个 LED 指示灯分别由 PD2 PD3 PD4 和 PD7 控制 下图为LED原理图 其中GPIO管脚上串的电阻 主要起限流作用 防止电流过大损 坏LED和GPIO口 GPIO管脚与对应的LED灯关系如下 LED灯 LED灯对应的GPIO LED1 PD2 LED2 PD3 LED3 PD4 LED4 PD7 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 嵌入式专业技术论坛 出品 第 98 页 共 432 页 图表 13 LED 指示灯电路 4 1 4 软件设计软件设计 神 舟 IV 号 LED 流 水 灯 实 验 位 于神 舟IV号 开 发 板 光 盘 的 源 码 STM32F10 x StdPeriph Lib V3 3 0 rar Project 1 LED流水灯 神舟IV号 目录 进入1 LED流水灯 神舟IV号 EWARMv5 目录后 双击Project eww可以打开IAR工 程 以下为工程文件中主要代码的解释与说明 为程序便于大家修改和移植为程序便于大家修改和移植 此处使用宏定义来定义指示灯的管脚等 下面的LED config函数是初始化神舟IV号STM32开发板的4个LED灯对应的GPIO端口 初始化的子函数 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 嵌入式专业技术论坛 出品 第 99 页 共 432 页 以下为一些底层的函数 Led Turn on all函数就是点亮所有Led 其中调用的 GPIO ResetBits就是STM32F10 x StdPeriph Lib V3 3 0库的标准函数 作用是将指定的一 个或多个管脚输出低电平 前面讲过只要Led管脚输出低电平 指示灯就会发亮 Led Turn off all 函 数 就 是 熄 灭 所 有 Led 其 中 调 用 的 GPIO SetBits 也 是 STM32F10 x StdPeriph Lib V3 3 0库的标准函数 作用是将指定的一个或多个管脚输出高 电平 前面讲过只要Led管脚输出高电平 指示灯就会熄灭 Led Turn on函数就是实现根据传入的参数点亮特定的Led 并熄灭其他所有Led Delay ARMJISHU函数流水灯使用的延时函数 简单的For循环 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 嵌入式专业技术论坛 出品 第 100 页 共 432 页 有了以上的子函数 MAIN主函数就会比较简单 MAIN函数一开始就初始化LED的GPIO 然后 上电或复位后所有的神舟LED闪烁一 下 这样的目的可以检测4个指示灯是否正常可用 最后进入While循环 KeyNum变量每 次加一 将KeyNum对4求余数 也可以说取模 得到的1 3数字就是点亮对应的LED 这 样便达到了流水灯的预期目的 4 1 5 下载与验证下载与验证 在 神舟IV号光盘 编译好的固件 1 流水灯目录下的流水灯 hex文件即为前面我们分析 的流水灯实验编译好的固件 我们可以直接通过JLINK V8将固件下载到神舟IV号开发板 中 观察运行效果 如果使用JLINK下载固件 请按 如何使用JLINK V8下载固件到神舟IV号开发板 小节 进行操作 如果使用串口下载固件 请按 如何使用串口下载一个固件到神舟IV号开发板小节进 行操作 如果使用USB下载固件 请按 如何通过USB接口下载固件到神舟IV号开发板小节进行 操作 如果在MDK开发环境中 下载编译好的固件或者在线调试 请按 如何通过MDK编译 和在线调试 小节进行操作 如果在 IAR 开发环境中 下载编译好的固件或者在线调试 请按 如何通过IAR编 译和在线调试 小节进行操作 ARM 技术论坛 神舟 IV 号用户手册 嵌入式专业技术论坛 出品 第 101 页 共 432 页 4 1 6 实验现象实验现象 将固件下载在神舟 IV 号 STM32 开发板后 可以看到神舟 IV 号开发板的四个 LED 灯 LED1 4 轮流闪亮 实现我们所说的流水灯效果 4