2015嵌入式应用实验讲义.doc

1、嵌入式应用实验讲义嵌入式应用实验讲义适用专业：电子、通讯主讲教师： 辽宁大学教务处制二零一五年三月课 程 简 介1010现代电子学实验讲义目 录实验一 MDK 编程环境4实验二 GPIO实验6实验三 中断 实验7实验四 定时器实验10实验五 UART实验12实验六 ADC与DMA实验14 实验七 综合实验16实验一 MDK 编程环境一、 实验目的及原理学习MDK编程环境的使用方法，熟练掌握使用MDK编程环境建立STM32工程模板、开发STM32应用程序、通过Jlink编程器调试程序。1.概述Keil MDK，也称MDK-ARM，Realview MDK、I-MDK、uVision4、uVisi

2、on5等。目前Keil MDK 由三家国内代理商提供技术支持和相关服务。Keil是德国知名软件公司Keil（现已并入ARM 公司）开发的微控制器软件开发平台，是目前ARM内核单片机开发的主流工具。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些功能组合在一起。Keil MDK为基于Cortex-M、Cortex-R4、ARM7、ARM9处理器的设备提供了一个完整的开发环境。 其专为微控制器应用而设计，不仅易学易用，而且功能强大，能够满足大多数苛刻的嵌入式应用。MDK-ARM有四个可用版本，分别是MDK-

3、Lite、MDK-Basic、MDK-Standard、MDK-Professional。所有版本均提供一个完善的C / C+开发环境，其中MDK-Professional还包含大量的中间库。2013年10月，正式推出Keil MDK v5，该版本使用uVision5 IDE集成开发环境，是目前针对ARM微控制器，尤其是ARM Cortex-M内核微控制器最佳的一款集成开发工具。2.MDK功能特点1 完美支持Cortex-M、Cortex-R4、ARM7和ARM9系列器件。2 行业领先的ARM C/C+编译工具链3 确定的Keil RTX ，小封装实时操作系统（带源码）4 Vision5 ID

4、E集成开发环境，调试器和仿真环境5 TCP/IP网络套件提供多种的协议和各种应用6 提供带标准驱动类的USB 设备和USB 主机栈7 为带图形用户接口的嵌入式系统提供了完善的GUI库支持8 ULINK VVgfrbrpro可实时分析运行中的应用程序，且能记录Cortex-M指令的每一次执行9 关于程序运行的完整代码覆盖率信息10 执行分析工具和性能分析器可使程序得到最优化11 大量的项目例程帮助你快速熟悉MDK-ARM强大的内置特征12 符合CMSIS (Cortex微控制器软件接口标准)注意：MDK-Lite(32 KB)版可任意下载使用，不需要序列号或许可密钥。MDK-Lite通过使用一个

5、有效的产品序列号可以转换成其他MDK-ARM版本。3. MDK参考手册:1 神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0(2013年8月)第二、三章2 安富莱_STM32开发板（V3专业版）_用户手册（V1.4）第三章3 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第二、三、四章4 STM32最基础模板-如何从零开始新建 STM32F407 工程模板5 原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第三、四章6 STM32神舟开发板短视频7 安富莱STM32开发板视频教程8 启航开发板视频第一讲9 战舰STM32开发板基础视频教程二、 实验用品及设备STM32F103开发板，Jlink V8下载

6、器，PC。三、 实验内容及步骤1 阅读文档，了解引导代码和固件库的功能和使用方法。2 建立STm32工程模板，在工程文件夹下包括以下子文件夹Doc（说明文档）、Libraries（固件库、引导代码）、Listing（List文件）、Output（输出文件）、Project（工程文件）、User（用户文件），在MDK中设置相应的路径。了解编译器中宏定义的含义。3 在STm32工程中建立以下代码组：STARTUP（引导代码组）、CMSIS（内核代码组）、FWLB（固件库组）、USER（用户代码组）、DOC（说明文档组），将相应的代码文件添加到对应的组中。4 应用固件库例程，尝试MDK编译、模拟、仿

7、真、调试等工作方法。5 将程序下载到STM32开发板，观察运行现象。四、 实验思考题1. 从 STM32 固件库的实现原理上思考库到底是什么？为什么要用库？用库与直接配置寄存器的区别是什么？实验二 GPIO实验1、 实验目的及原理进一步了解STM32的开发环境，掌握STM32固件库的使用方法。熟悉stm32内部结构，掌握GPIO引脚的工作原理。 参考手册:1 神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0(2013年8月)第四章2 STM32神舟IV号用户手册20140905版5.103 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第五、六、七章4 原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第

8、六、七章5 启航开发板视频第3讲6 战舰STM32开发板基础视频教程实验一、二、三2、 实验用品及设备STM32F103开发板，Jlink V8下载器，PC。3、 实验内容及步骤1 根据图1电路，设计流水灯程序，将4个LED一次点亮；2 根据图2电路，设计蜂鸣器程序，使蜂鸣器按不同频率鸣响；3 根据图3电路，设计键盘程序，通过按键控制LED和蜂鸣器工作；图 1图 2图 34、 实验思考题 1 Stm32的引脚重映射功能是什么？如何起 作用？怎样进行编程设计？2 如何使用编码（4*4）按键；3 如何处理多按键同时触发的情况；4 如何处理按键按下时由机械原因产生的电平抖动现象；5 如何处理按键长按

9、状态；如果由于按键损坏造成按键长按，赢如何避免系统死机；6 如何应用发光LED，产生呼吸灯效果；实验三 中断实验1、 实验目的及原理进一步了解STM32的开发环境，掌握STM32固件库的使用方法。熟悉stm32内部结构，掌握STm32中断系统的工作原理和编程方法。 参考手册:1 神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0(2013年8月)第四章2 STM32神舟IV号用户手册20140905版5.103 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第八章4 原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第六、七章5 启航开发板视频第3讲6 战舰STM32开发板基础视频教程实验一、二、三2、 实

10、验用品及设备STM32F103开发板，Jlink V8下载器，PC。3、 实验内容及步骤1 根据实验二按键电路设计程序，使用中断方式采集按键输入；2 通过按键控制LED灯的亮灭和蜂鸣器的鸣响；四、实验思考题 为什么要使用中断方式控制按键，有什么优点和缺点？实验四 定时器实验1、 实验目的及原理熟练掌握STM32的开发环境和STM32固件库的使用方法。熟悉stm32内部结构，掌握STm32 SysTick、RTC和定时器的工作原理和编程方法。注意： 1 区别于 SysTick 一般只用于系统时钟的计时，STM32 的定时器外设功能强大得超出想像，STM32 参考手册中仅对定时器的介绍就已经占了

11、100 多页。STM32 一共有 8个都为 16 位的定时器。其中 TIM6、TIM7 是基本定时器 ；TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 是通用定时器 ；TIM1 和 TIM8 是高级定时器。这些定时器使 STM32 具有定时、信号的频率测量、信号的 PWM 测量、PWM 输出、三相 6 步电机控制及编码器接口等功能，都是专门为工控领域量身定做的。2 RTC和BKP的关系。参考手册:1 神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0(2013年8月)第四章2 STM32神舟IV号用户手册20140905版5.103 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第八章4 原子STM32不完全手

12、册-库函数版本_V3.0第六、七章5 启航开发板视频第3讲6 战舰STM32开发板基础视频教程实验一、二、三2、 实验用品及设备STM32F103开发板，Jlink V8下载器，PC。3、 实验内容及步骤1 Systick时钟：使用中断和查询两种方式应用Systick定时，使LED灯以1HZ频率闪烁，亮与灭的时间比为一比三；2 RTC时钟：设置系统时间，每次系统复位通过串口或LCD显示一次系统时间；3 定时器：完成定时、PWM输出、频率测量等基本功能。四、实验思考题 1 RTC和BKP的关系。2 STM32定时器共有多少种功能。3 基本定时器、通用定时器和高级定时器有什么区别。实验五 UART

13、实验1、 实验目的及原理熟练掌握STM32的开发环境和STM32固件库的使用方法。熟悉stm32内部结构，掌握STm32 UART的工作原理和编程方法。参考手册:1 神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0(2013年8月)第四章2 STM32神舟IV号用户手册20140905版5.103 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第八章4 原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第六、七章5 启航开发板视频第3讲6 战舰STM32开发板基础视频教程实验一、二、三2、 实验用品及设备STM32F103开发板，Jlink V8下载器，PC。3、 实验内容及步骤1 使用查询方式编写USART发送、接收程序。2 使用中断方式编写USART发送、接收程序。3 使用DMA方式编写USART发送、接收程序。4 编写多机通讯程序。a)