[STM32G4] 探索STM32G431:高性能与代码实践

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 楼主| Uriah 发表于 2025-1-23 07:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
随着嵌入式系统的发展,STMicroelectronics 提供了一系列功能强大的微控制器,其中 STM32G431 凭借其出色的性能和灵活性受到工程师的青睐。本文将详细探讨 STM32G431 的功能特点,并通过代码示例展示如何使用它实现一些基本功能。

STM32G431 的核心特点STM32G431 属于 STM32G4 系列,基于 ARM Cortex-M4 内核,主频高达 170MHz。以下是其主要特点:
  • 集成浮点运算单元 (FPU),支持复杂数学计算。
  • 多达 128 KB 的 SRAM 和 512 KB 的 Flash 存储。
  • 丰富的外设接口,包括 CAN、SPI、I2C、UART 等。
  • 支持多达 5 个 ADC 通道,适合高精度信号采集。
  • 内置的定时器可用于 PWM 输出、信号捕获等应用。
下面我们通过代码实践,展示如何使用 STM32G431 实现 UART 通信、GPIO 控制以及 PWM 输出。

示例代码以下代码基于 STM32G431 使用 HAL 库实现以下功能:
  • 初始化 UART,配置为 115200 波特率。
  • 控制 GPIO 输出,用于点亮 LED。
  • 使用定时器输出 PWM 信号。
    1. #include "main.h"
    2. #include "stm32g4xx_hal.h"

    3. UART_HandleTypeDef huart2;
    4. TIM_HandleTypeDef htim3;

    5. void SystemClock_Config(void);
    6. static void MX_GPIO_Init(void);
    7. static void MX_USART2_UART_Init(void);
    8. static void MX_TIM3_Init(void);

    9. int main(void)
    10. {
    11.     HAL_Init();
    12.     SystemClock_Config();
    13.     MX_GPIO_Init();
    14.     MX_USART2_UART_Init();
    15.     MX_TIM3_Init();

    16.     // 启动PWM
    17.     HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);

    18.     char msg[] = "Hello, STM32G431!\r\n";

    19.     while (1)
    20.     {
    21.         // 通过 UART 发送信息
    22.         HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)msg, sizeof(msg) - 1, HAL_MAX_DELAY);
    23.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0); // 切换 LED 状态
    24.         HAL_Delay(500); // 延迟 500ms
    25.     }
    26. }

    27. void SystemClock_Config(void)
    28. {
    29.     // 配置时钟为 170MHz
    30.     RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
    31.     RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

    32.     RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
    33.     RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    34.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    35.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
    36.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 2;
    37.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;
    38.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7;
    39.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;
    40.     RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;
    41.     HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);

    42.     RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
    43.                                 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    44.     RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    45.     RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    46.     RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    47.     RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    48.     HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4);
    49. }

    50. static void MX_GPIO_Init(void)
    51. {
    52.     // 初始化 GPIO,用于 LED 输出
    53.     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    54.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    55.     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    56.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    57.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    58.     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    59.     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    60. }

    61. static void MX_USART2_UART_Init(void)
    62. {
    63.     // 配置 UART2
    64.     huart2.Instance = USART2;
    65.     huart2.Init.BaudRate = 115200;
    66.     huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    67.     huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    68.     huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    69.     huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    70.     huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    71.     huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    72.     HAL_UART_Init(&huart2);
    73. }

    74. static void MX_TIM3_Init(void)
    75. {
    76.     // 配置定时器 TIM3,用于 PWM 输出
    77.     __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();
    78.     TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

    79.     htim3.Instance = TIM3;
    80.     htim3.Init.Prescaler = 84 - 1;
    81.     htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    82.     htim3.Init.Period = 1000 - 1;
    83.     htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    84.     HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);

    85.     sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    86.     sConfigOC.Pulse = 500; // 占空比50%
    87.     sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    88.     sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    89.     HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
    90. }
    总结通过本文的实践代码,我们展示了如何利用 STM32G431 的 UART、GPIO 和 PWM 功能来构建一个基本应用。STM32G431 的强大性能和丰富外设为工程师提供了极大的设计灵活性。在实际项目中,还可以通过优化代码结构和配置来实现更复杂的功能。
    如果你对 STM32 系列微控制器感兴趣,可以进一步探索 STM32CubeMX 工具生成的初始化代码,以便快速开发。


公羊子丹 发表于 2025-1-23 07:48 | 显示全部楼层
这个例子很实用,刚好解决了我项目中的需求。
周半梅 发表于 2025-1-23 07:48 | 显示全部楼层
请问代码中的 PWM 输出频率是怎么计算的?
帛灿灿 发表于 2025-1-23 07:49 | 显示全部楼层
STM32G431 的定时器功能真的很强大,点赞!
童雨竹 发表于 2025-1-23 07:49 | 显示全部楼层
我用 STM32F4 系列的,换成 G431 要改哪些地方?
万图 发表于 2025-1-23 07:49 | 显示全部楼层
看到这篇文章,我决定入手一块 STM32G4 的开发板试试。
Wordsworth 发表于 2025-1-23 07:49 | 显示全部楼层
UART 部分解释得很清楚,新手也能看懂。
Bblythe 发表于 2025-1-23 07:50 | 显示全部楼层
如果能加点 ADC 的使用例子就更好了。
Pulitzer 发表于 2025-1-23 07:50 | 显示全部楼层
PWM 配置那块是不是可以支持更高频率?
Clyde011 发表于 2025-1-23 07:50 | 显示全部楼层
STM32CubeMX 是个神器,用它生成代码真的很省事。
Amazingxixixi 发表于 2025-1-24 12:48 | 显示全部楼层
学习一下,提升技能,新年快乐
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