STM32实验报告.doc

实验一：一个灯的闪烁 1、 实验要求1. 熟悉使用STM32F103ZET6开发板2. 利用C语言程序实现一个灯闪烁2、 电路原理图 图1-1 LED灯硬件连接图3、 软件分析1. 本实验用到以下3个库函数(省略了参数)：RCC_DeInit()；RCC_APB2PeriphClockCmd()；GPIO_Init()；2. 配置输入的时钟：SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置，GPIOA连接在APB2上，因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA3. 声明GPIO结构： PF6PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10；4. 应用GPIO口：点亮LED1有五种方法ODR寄存器法：GPIOA-ODR=0xffbf;位设置/清除寄存器法：GPIOA-BRR|=0X001;方法只适用于GPIOx_BSRR寄存器GPIO_WriteBit（）函数法：GPIO_Write(0xffbf);置位复位库函数法：GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);5. 主函数程序：int main(void) RCC_Configuration();/* 配置系统时钟 */ GPIO_Configuration();/* 配置GPIO IO口初始化 */ for(;) GPIOF-ODR = 0xfeff; /* PF8=0 - 点亮D3 */Delay(600000);GPIOF-ODR = 0xffff; /* PF8=1 - 熄灭D3 */Delay(600000); 4、 实验现象下载程序后开发板上的LED1灯闪烁5、 总结通过对本实验可以发现，和51等8位单片机相比，STM32对I/O端口的操作变得复杂了许多。51单片机点灯的程序最简单，直接在main()中写一个while(1)，里面写4行代码就可以了。STM32进入while(1)之前必须先配置I/O的方向，必须使能外设的时钟。对STM32来说，除了CM3内核都算外设，包括GPIO。STM32可以关闭任何外设的时钟以禁止该外设，这样设计是出于减少功耗的考虑。实验二：流水灯的闪烁 一、实验要求1、熟悉使用STM32F103ZET6开发板2、利用C语言程序实现流水灯的闪烁实验二、电路原理图 图1-2 流水灯硬件连接图三、软件分析1. 本实验用到以下4个库函数(省略了参数)：RCC_DeInit()；RCC_APB2PeriphClockCmd()；GPIO_Init()；GPIO_WriteBit();3个自定义函数LED2. 配置输入的时钟：SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置，GPIOA连接在APB2上，因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA3. 声明GPIO结构： PF6PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10；4. 应用GPIO口：点亮LED1有五种方法ODR寄存器法：GPIOA-ODR=0xffbf;位设置/清除寄存器法：GPIOA-BRR|=0X001;方法只适用于GPIOx_BSRR寄存器GPIO_WriteBit（）函数法：GPIO_Write(0xffbf);置位复位库函数法：GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);5.主函数程序：int main(void) RCC_Configuration();/* 配置系统时钟 */ GPIO_Configuration();/* 配置GPIO IO口初始化 */ for(;) LED1(); LED2(); LED3(); 6. LED1实现所有灯从led1到led5依次点亮再全部熄灭，然后全部点亮，再全部熄灭的过程；LED2实现所有灯从led5到led1依次点亮的过程；LED3实现所有灯从led5到led1依次熄灭，点亮1、3、5灯，然后全部点亮，再全部熄灭的过程；四、实验现象下载程序后开发板上的LED所有灯从led1到led5依次点亮再全部熄灭，然后全部点亮，再全部熄灭，从led5到led1依次点亮，所有灯从led5到led1依次熄灭，点亮1、3、5灯，然后全部点亮，再全部熄灭。五、总结通过代码分析发现，使用固件库函数可以大大简化编程工作，我们可以依葫芦画瓢，很容易修改成自己想要的功能代码。对相关寄存器的深入了解，可以使我们对各种外设功能有更深刻、更具体的掌握，使用起来也更得心应手。实验三：单级外部中断 一、实验要求1.利用C语言程序实现按下SW3, LED5闪烁20次单级外部中断实验2.通过实验掌握外部中断的编程方法二、电路原理图 1-3 外部中断连接图三、软件分析1.STM32外部中断要经过3个部分模块设置处理，然后才进入到中断服务程序的处理，其框图如下：1-4 中断处理模块框图2.STM32外部中断：GPIO输入中断虽然有16个输入通道，但是只占用了7个中断向量。EXTI0EXTI4各占用一个中断向量，EXTI59共用一个，EXTI1015共用一个。所以在编程的时候EXTI59将共用一个中断函数，EXTI1015共用一个中断函数。3. 本实验用到以下6个库函数(省略了参数)：RCC_DeInit()；RCC_APB2PeriphClockCmd()；GPIO_Init()；GPIO_WriteBit();EXTI_InitTypeDef();NVIC_PriorityGroupConfig()4. 配置输入的时钟：SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置，GPIOA连接在APB2上，因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA5. 声明GPIO结构： PF6PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10；6. 应用GPIO口：点亮LED1有五种方法ODR寄存器法：GPIOA-ODR=0xffbf;位设置/清除寄存器法：GPIOA-BRR|=0X001;方法只适用于GPIOx_BSRR寄存器GPIO_WriteBit（）函数法：GPIO_Write(0xffbf);置位复位库函数法：GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);7.EXTI配置：引脚选择：GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource3);清除中断标志位：EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line8）设置外部中断结构体的成员：EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);8.NVIC配置：分为四个部分，分别针对中断线0到中断线3，结构相同。NVIC_PriorityGroupConfig()函数配置占先优先级和副优先级9.主函数程序：int main() RCC_Configuration();/* 配置系统时钟 */ NVIC_Configuration(); GPIO_Configuration();/* IO口初始化 */EXTI_Configuration();GPIO_Write(GPIOF,0xffff); /* 全灭 */Delay(5000); while(1) 四、实验现象每按下一次SW3，LED5闪烁20次，实现单级中断五、总结通过实验，我们学习了如何使用STM32的GPIO外部中断功能。GPIO外部中断使用方法比较容易掌握，只要沿着中断信号线一路设置遇到的寄存器，最后编写中断服务程序即可，当然还要设置中断优先级。实验四：中断嵌套 一、实验要求1.利用C语言程序实现中断嵌套实验按下SW3, LED5闪烁20次 SW3 - PA0 LED5 - PF10 中断优先级为1；按下SW2, LED3闪烁20次 SW2 - PD3 LED3 - PF8 中断优先级为2； 按下SW1, LED1闪烁20次 SW1 - PA8 LED1 - PF6 中断优先级为3； 按下SW5, LED4闪烁20次 SW5 - PC13 LED4 - PF9 中断优先级为42. 通过实验掌握外部中断的编程方法三、软件分析1. 配置输入的时钟：SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置，GPIOA连接在APB2上，因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA2. 声明GPIO结构： PF6PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10；7. 应用GPIO口：点亮LED1有五种方法ODR寄存器法：GPIOA-ODR=0xffbf;二、电路原理图 图1-5 多级中断硬件连接图位设置/清除寄存器法：GPIOA-BRR|=0X001;方法只适用于GPIOx_BSRR寄存器GPIO_WriteBit（）函数法：GPIO_Write(0xffbf);置位复位库函数法：GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);7.EXTI配置：引脚选择：GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource3);清除中断标志位：EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line8）设置外部中断结构体的成员：EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);8. NVIC配置：分为四个部分，分别针对中断线0到中断线3，结构相同。优先级组都设为 2，PC13 中断主次优先级分别为4；PA8 主次优先级分别为3;PD3主次优先级分别为2;PA0 主次优先级分别为1;要求先进入 PC13 中断，执行某一个任务，突然 PA8 打断 PC13 的中断，转而进行 PA8的中断。PC13 的中断任务执行完毕，返回到 PC13中断继续原来的中断任务。突然 PD3 打断 PA8 的中断，转而进行 PD3的中断。PD3 的中断任务执行完毕，返回到 PA8中断继续原来的中断任务,以此推类。NVIC_PriorityGroupConfig()函数配置占先优先级和副优先级NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); /设置中断优先级分组2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQChannel;/设定中断源为PC13-SW5NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 4;/中断占优先级为4NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;/副优先级为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;/设定中断源为PA8-SW1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;/中断占优先级为3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;/副优先级为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQChannel;/设定中断源为PD3-SW2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;/中断占优先级为2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;/副优先级为0NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;/设定中断源为PA0-SW3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;/中断占优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;/副优先级为09.主函数程序：int main() RCC_Configuration();/* 配置系统时钟 */ NVIC_Configuration(); GPIO_Configuration();/* IO口初始化 */EXTI_Configuration();GPIO_Write(GPIOF,0xffff); /* 全灭 */Delay(5000); while(1)四、实验现象按下SW3, LED5闪烁20次，闪烁过程中因为其中断优先级为1，所以除了复位按键其他按键不能打断LED5的亮灯情况；按下SW2, LED3闪烁20次，因为中断优先级为2，SW3可以使LED3闪烁停止而其他按键不能；按下SW1, LED1闪烁20次； 按下SW5, LED4闪烁20次，中断优先级为4五、总结通过实验，我们学习了如何使用STM32的GPIO外部中断功能和中断嵌套的编程。GPIO外部中断使用方法比较容易掌握，设置中断优先级时中断优先级越高，设置的数字应该越小。实验五：TIM2的基本应用 一、实验要求1.利用C语言程序实现用通用定时器TIM2中断控制LED的闪烁2.通过实验掌握定时器的编程方法二、软件分析1.STM32的通用定时器：STM32的通用定时器是一个通过可编程预分频器驱动的16位自动装载计数器构成。STM32有4个通用定时器(TIM2、TIM3、TIM4、TIM5)，它们适用于多种场合，包括测量输入信号的脉冲长度(输入捕获)或者产生输出波形(输出比较和PWM)。每个定时器都是完全独立的，没有互相共享任何资源。它们可以一起同步操作。2.配置输入的时钟：SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置，GPIOA连接在APB2上，因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA3. 声明GPIO结构： PF6PF10口配置为输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10；4.应用GPIO口：点亮LED1有五种方法ODR寄存器法：GPIOA-ODR=0xffbf;位设置/清除寄存器法：GPIOA-BRR|=0X001;方法只适用于GPIOx_BSRR寄存器GPIO_WriteBit（）函数法：GPIO_Write(0xffbf);置位复位库函数法：GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_8);5.EXTI配置：引脚选择：GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource3);清除中断标志位：EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line8）设置外部中断结构体的成员：EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);6.NVIC配置：分为四个部分，分别针对中断线0到中断线3，结构相同。NVIC_PriorityGroupConfig()函数配置占先优先级和副优先级7.TIM配置：void TIM2_Init(void)TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;/定义一个TIM初始化结构体TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 65535;/自动装载寄存器(TIMx_ARR) TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;/预分频器(TIMx_PSC) TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;/时钟分频因子CKD1:0，在此没有用到 /计数器模式：TIMx向上计数模式，操作的是TIMx_CR1TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM2, & TIM_TimeBaseStructure); /根据上述参数设置TIMx的时间基数TIM_InternalClockConfig(TIM2);/TIM2预分频器由内部时钟驱动(默认)，操作TIMx_SMCRTIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update , ENABLE );/使能TIM2中断，操作的是TIMx_DIERTIM_Cmd(TIM2, ENABLE);/使能定时器TIM2，操作的寄存器是TIMx_CR18.主函数程序：int main() RCC_Configuration();/* 配置系统时钟 */ GPIO_Configuration();/* 配置GPIO I/O口初始化 */ NVIC_Configuration();/* 配置NVIC */ TIM_Configuration();/* 配置TIMs */ GPIO_Write(GPIOF,0xffff); /* 全灭 */ while(1);三、实验现象TIM2使LED1灯以1S的周期闪烁，单次定时时间为100*10-6S四、总结通过实验，我们学习了如何使用STM32的通用定时器功能。通用定时器的溢出时间计算：使用通用定时器的最简单功能，就是定时，把计数器单元也当作一个分配器，时钟信号经过预分频器和计数器两级分频后，出来的信号就是溢出中断信号。所以溢出中断频率由以下式子确定：定时时间为：T=(TIM_Period+1)*（TIM_Prescaler+1）/TIMxCLK实验六：TIM2，TIM3，TIM4多定时器的应用 一、实验要求1. 利用C语言程序实现TIM定时器多级中断2. 通过实验掌握定时器的编程方法2、 软件分析1. 配置输入的时钟：SystemInit()主要对RCC寄存器进行配置，GPIOA连接在APB2上，因此RCC_APB2PeriphClockCmd()函数需要使能APB2Periph_GPIOA2. 声明GPIO结构： PF6PF10口配置为输出、应用GPIO口3. EXTI配置：4. NVIC配置：分为四个部分，分别针对中断线0到中断线3，结构相同。NVIC_PriorityGroupConfig()函数配置占先优先级和副优先级5. TIM配置：使用定时器，就必须使能定时器的时 钟 ， 这 就 是 函 数 RCC_APB1PeriphClockCmd(); ， 通 过 它 开 启RCC_APB1Periph_TIM2TIM_DeInit( TIM2); 该函数主要用于复位 TIM2 定时器，使之进入初始状态。然后我们对自动重装载寄存器赋值，TIM_Period 的大小实际上表示的是需要经过 TIM_Period 次计数后才会发生一次更新或中断。 TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; /* TIM2 configuration 通道1：输出比较模式 */TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1999; /自动重装载寄存器的值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =35999;/时钟预分频数 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;/采样分频 TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; /向上计数 TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_PrescalerConfig(TIM2, 7199, TIM_PSCReloadMode_Immediate); TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_Timing; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0x0; TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC1PreloadConfig(TIM2, TIM_OCPreload_Disable); /* TIM3 configuration Output Compare Timing Mode configuration: Channel1 */ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 3999; TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); /* TIM4 configuration Output Compare Timing Mode configuration: Channel1 */ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 5999; TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure); TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); /* TIM2 enable counter */ TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); /* TIM3 enable counter */ TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); /* TIM4 enable counter */TIM_PrescalerConfig(TIM2, 20000, TIM_PSCReloadMode_Immediate); TIM_PrescalerConfig(TIM3, 30000, TIM_PSCReloadMode_Immediate); TIM_PrescalerConfig(TIM4, 40000, TIM_PSCReloadMode_Immediate); TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);/清除TIM2溢出中断 TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);/清除TIM3溢出中断标志TIM_ClearFlag(TIM4, TIM_FLAG_Update); /清除TIM4溢出中断标志 TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);/使能中断TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);/使能中断TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);/使能中断三、实验现象LED1、LED3、LED5分别以0.5s、1s、2s的频率闪烁四、总结通过实验，我们学习了如何使用STM32的通用定时器功能。通用定时器的溢出时间计算：使用通用定时器的最简单功能，就是定时，把计数器单元也当作一个分配器，时钟信号经过预分频器和计数器两级分频后，出来的信号就是溢出中断信号。所以溢出中断频率由以下式子确定：定时时间为：T=(TIM_Period+1)*（TIM_Prescaler+1）/TIMxCLK实验七：串口USART1读取CPU的ID号 一、实验要求1.利用C语言程序实现串口USART1读取CPU的ID号2.通过实验掌握串口USART1的编程方法二、电路原理图 1-6 串口硬件连接图三、软件分析1.用查询方式使用STM32的串口发送数据的基本程序流程是：打开复用功能、串口1的时钟；设置TXD、RXD引脚工作模式；设置波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验位等； 使能串口；发送数据；等待直到数据发送完成；清除发送完成标志。2.在RCC_Configuration()函数的/使能GPIOA的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);后面增加一个语句：/使能复用功能、串口1的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);3.在GPIO_Init()函数的/-初始化GPIOA-GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);后面增加以下代码：/PA9作为USART1的TX端，打开复用，用于发送数据GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;/选中PA口的Pin_9GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;/复用推挽输出GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);/PA10作为USART1的RX端，用于接收数据GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;/选中PA口的Pin_10GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;/浮空输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);4.增加一个函数/函数功能：初始化串口=void USART_Configuration(void) USART_InitTypeDef USART_InitStructure; /定义一个结构体变量 USART_DeInit(USART1);/将USART1寄存器重设为缺省值USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;/波特率 USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;/8位数据 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;/1位停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;/无校验位 /硬件流控制失能 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;/发送、接收使能USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;/根据USART_InitStruct中指定的参数初始化外设USART1寄存器USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); USART_Cmd(USART1, ENABLE);/使能USART15.将main函数改为如下内容：int main() RCC_Configuration();/* 配置系统时钟 */ GPIO_Configuration();/* IO口初始化 */ USART_Configuration(); /* to get the chipid and put it in ChipUniqueID3 ,printf the chipid */Get_ChipID();/* printf the flash memory amount */printf(rn芯片的唯一ID为: %X-%X-%Xrn,ChipUniqueID0,ChipUniqueID1,ChipUniqueID2); printf(rn芯片flash的容量为: %dK rn, *( u16 *)(0X1FFFF7E0); while(1)四、实验现象通过stm32板子发射，在电脑的软件接收端收到发射的内容五、总结通过实验，我们学习了如何使用STM32的串口功能。在一开始发射的时候一直接收不到发射的内容，但是程序又没有出错，后来发现是stm32跳线帽选择错误，修正跳线帽之后接收到的是乱码，后来发现是波特率的设置出现了问题，修正之后就能收到正确的发送内容了。实验八：异步通信USART2的重映射 一、实验要求1.利用C语言程序实现异步