深入解析 STM32G431 微控制器及其应用开发

只看该作者 · 2024-12-13 07:32

STM32G431 是 STMicroelectronics 推出的一款性能优越的微控制器，凭借其高效的内核、丰富的外设以及低功耗特点，被广泛应用于工业自动化、电机控制和物联网等领域。本文将详细介绍 STM32G431 的核心特性，并通过示例代码展示如何进行基本的 GPIO 配置和 PWM 控制。
STM32G431 的主要特性STM32G431 基于 Arm Cortex-M4 内核，主频高达 170 MHz，同时支持浮点运算 (FPU) 和 DSP 指令。这使其非常适合实时控制和数字信号处理应用。以下是它的一些关键参数：

内存：最高 512 KB 的 Flash 和 128 KB 的 SRAM
电源管理：支持 1.8V 至 3.6V 的电压输入
丰富外设：包含 ADC、DAC、UART、SPI、I2C、CAN 等接口
高精度定时器：集成高级控制定时器 (HRTIM) 和多种标准定时器

实例代码：GPIO 基本配置下面的代码展示了如何在 STM32G431 上配置一个 GPIO 引脚为输出模式，并通过循环点亮和熄灭一个 LED：

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#include "stm32g4xx.h"



void SystemClock_Config(void);

void GPIO_Init(void);



int main(void) {

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    GPIO_Init();



    while (1) {

        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0); // 切换 GPIO 状态

        HAL_Delay(500); // 延迟 500ms

    }

}



void SystemClock_Config(void) {

    // 配置系统时钟，具体配置请根据实际应用调整

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;

    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 8;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);



    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2);

}



void GPIO_Init(void) {

    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // 启用 GPIOB 时钟



    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}

实例代码：PWM 控制在许多应用中，例如电机控制和 LED 调光，PWM 信号是一个关键功能。以下代码展示了如何通过 STM32G431 的定时器生成一个 PWM 信号：

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#include "stm32g4xx.h"



void SystemClock_Config(void);

void PWM_Init(void);



int main(void) {

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    PWM_Init();



    while (1) {

        // 可通过 HAL_TIM_PWM_Start/Stop 控制 PWM 的启动和停止

    }

}



void SystemClock_Config(void) {

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;

    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 8;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = 2;

    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);



    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2);

}



void PWM_Init(void) {

    __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE(); // 启用 TIM3 时钟

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 启用 GPIOA 时钟



    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 复用功能

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF2_TIM3;

    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);



    TIM_HandleTypeDef htim3 = {0};

    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};



    htim3.Instance = TIM3;

    htim3.Init.Prescaler = 79;

    htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

    htim3.Init.Period = 999;

    htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;

    HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);



    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;

    sConfigOC.Pulse = 500; // 占空比 50%

    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;

    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;

    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);



    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);

}