STM32L4系列之跑马灯实验

发表于 2022-11-18 09:32

主要内容：
1）STM32L4 IO 口简介；
2）硬件设计；
3）实验准备；
4）STM32CubeMX 配置 IO 口输入；
5）部分代码解读。

一、STM32L4 IO 简介
在讲解跑马灯实验案例之前，先通过跑马灯例程学习一下一个工程文件的分类（个人觉得原子哥写的工程文件分类清晰，方便整理），如下图所示：

发表于 2022-11-18 09:33

简单说明下工程目录下面的组以及重要文件：
1）①组USER下面主要存放用户代码。system_stm32l4xx.c文件用户不用修改，stm32l4xx_it.c 里面存放的是中断服务函数，main.c函数主要存放主函数；
2）②组CORE下面主要存放固件库必须的核心头文件和启动文件。这些文件用户不用修改，可以根据芯片型号选择对应的启动文件；
3）③组SYSTEM是原子哥提供的共用代码，比较好用；
4）④组HALLIB下面主要存放ST官方提供的HAL库文件；
5）⑤组HARDWARE下面主要存放每个实验的外设驱动代码，通过调用HALLIB下面的HAL库文件函数实现，如led.c中函数调用stm32l4xx_hal_gpio.c内定义的函数对led进行初始化。

同STM32F1一样，STM32L4的IO由软件配置成如下8种模式中的任何一种（可关注其他文章，有更详细的讲解）：
1、输入浮空
2、输入上拉
3、输入下拉
4、模拟输入
5、开漏输出
6、推挽输出
7、推挽式复用功能
8、开漏式复用功能

操作IO口的简单步骤为：
1）使能 IO 口时钟，调用函数__HAL_RCC_GPIOX_CLK_ENABLE(其中 X=A~K)；
2）初始化IO参数，调用函数 HAL_GPIO_Init()；
3）操作IO输入输出。

实验功能简介：
开机上电后，先初始化与RGB灯连接的IO口，然后每500ms改变一下RGB灯的颜色，实现类似跑马灯的效果。

二、硬件设计
本章用到的硬件只有RGB灯。LED_R接PE7，LED_G接PE8，LED_B接PE9，连接原理图如下图所示：

三、实验准备
1）使用Micro USB线将PC的USB口与潘多拉开发板的ST LINK USB口连接起来；
2）打开实验1跑马灯(RGB)实验例程，编译通过后将程序下载到MCU；
3）实验结果验证。

四、STM32CubeMX 配置 IO 口输出
关于STM32CubeMX工具的入门使用之前有讲过，这里不再重复。本节主要介绍怎么配置GPIO口的相关参数。
打开 STM32CubeMX 工具
GPIO口的配置步骤如下：
第一步，在引脚图中选择要配置的IO口，以PE7为例，在弹出的下拉菜单中选择要配置的IO口模式，如下图所示：

上图的下拉菜单中，除了配置IO口为输入输出之外，还可以选择IO口的复用功能或者作为外部中断引脚功能，比如要选择IO口复用为SAI1功能，那么选择SAI1_SD_B即可。对于跑马灯实验，PE7作为输出，所以选择GPIO_Output。

发表于 2022-11-18 09:35

第二步，进入Configuration->GPIO，在弹出的界面配置IO口的详细参数，如下图所示：

在IO口详细参数配置界面，点击要配置的IO口，会在窗口下方显示该 IO 口配置的详细参数表，这些配置项的含义具体为：
1）GPIO output level:默认输出电平，可设为Low和High，即低电平或高电平，本实验默认关闭LED_R、LED_G和LED_B，择设为 High；
2）GPIO mode：用来设置输出模式为：Output Push Pull(推挽输出)或Output Open Drain（开漏输出），本实验均设置为推挽输出；
3）选项GPIO Pull-up/Pull-down用来设置IO口是上拉/下拉/没有上下拉。本实验设置为上拉（Pull-up）；
4）选项Maxinum ouput speed用来设置输出速度为超高速(Very High)/高速(High)/中速(Medium)/低速(Low)，本实验设置为高速 High；
5）选项User Label是用来设置初始化的IO口Pin值为我们自定义的宏，一般可以不用设置。
PE8 和 PE9 的配置方法和参数都一样，就不重复讲解。

GPIO配置完成后。

打开工程的main.c文件，该文件内部由STM32CubeMX生成函数MX_GPIO_Init，内容如下：

static void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);
/*Configure GPIO pins : PE7 PE8 PE9 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
}

复制代码

发表于 2022-11-18 09:36

五、部分函数解读
对案例库进行适当修改后（主要将两个子函数分离出来，这样代码显得清晰），部分代码如下：
1）main.c函数

/**
******************************** STM32L4x *********************************
* @文件名称： main.c
* @修改作者：闲人Ne
* @库版本号： V3.5.0
* @工程版本： V1.0.0
* @开发日期： 2020年12月07日
* @摘要简述：主函数
******************************************************************************/
/*----------------------------------------------------------------------------
* @更新日志：
* @无
* ---------------------------------------------------------------------------*/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32l4xx_hal.h"
#include "led.h" // 初始化LED灯的引脚配置
#include "sys.h" // 初始化时钟用
#include "delay.h"
/************************************************
函数名称：int main()
函数功能：主函数
入口参数：无
返回参数：无
*************************************************/
int main(void)
{
u8 color=0;
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_LED_Init();
delay_init(80); // 初始化延时函数,80M系统时钟
while (1)
{
switch(color%8) // 取余数
{
case 0: // 余数为0时
LED_R(0);
LED_G(0);
LED_B(0);
break;
case 1: // 余数为1时
LED_R(0);
LED_G(0);
LED_B(1);
break;
case 2: // 余数为2时
LED_R(0);
LED_G(1);
LED_B(0);
break;
case 3: // 余数为3时
LED_R(0);
LED_G(1);
LED_B(1);
break;
case 4: // 余数为4时
LED_R(1);
LED_G(0);
LED_B(0);
break;
case 5: // 余数为5时
LED_R(1);
LED_G(0);
LED_B(1);
break;
case 6: // 余数为6时
LED_R(1);
LED_G(1);
LED_B(0);
break;
case 7: // 余数为7时
LED_R(1);
LED_G(1);
LED_B(1);
break;
default:
break;
}
color++;
delay_ms(500); // 延时500ms就改变一次颜色
}
}
/****** Copyright (C)2020 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

复制代码

发表于 2022-11-18 09:38

2）led.h头文件

/**
******************************** STM32L4x *********************************
* @文件名称： led.h
* @修改作者：闲人Ne
* @库版本号： V3.5.0
* @工程版本： V1.0.0
* @开发日期： 2020年12月07日
* @摘要简述： led.h头文件
******************************************************************************/
/*----------------------------------------------------------------------------
* @更新日志：
* @无
* ---------------------------------------------------------------------------*/
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
/* RGB接口定义 ----------------------------------------------------------------*/
#define LED_R(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET))
#define LED_R_TogglePin HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_7) // LED_R电平翻转
#define LED_G(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET))
#define LED_G_TogglePin HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_8) // LED_G电平翻转
#define LED_B(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET))
#define LED_B_TogglePin HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_9) // LED_B电平翻转
/* 函数申明 ------------------------------------------------------------------*/
void MX_LED_Init(void);
#endif /* __LED_H */
/****** Copyright (C)2020 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

复制代码

3）led.c源文件

/**
******************************** STM32L4x *********************************
* @文件名称： led.c
* @修改作者：闲人Ne
* @库版本号： V3.5.0
* @工程版本： V1.0.0
* @开发日期： 2020年12月07日
* @摘要简述： led.c源文件
******************************************************************************/
/*----------------------------------------------------------------------------
* @更新日志：
* @无
* ---------------------------------------------------------------------------*/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "led.h"
#include "stm32l4xx_hal.h"
/************************************************
函数名称：MX_LED_Init()
函数功能：LED管脚配置
入口参数：无
返回参数：无
*************************************************/
void MX_LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);
/*Configure GPIO pins : PE7 PE8 PE9 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
}
/****** Copyright (C)2020 闲人Ne. All Rights Reserved ****** END OF FILE *******/

复制代码

备注：在用STM32CubeMX生成代码的时候，main函数里的SystemClock_Config()子函数里少一行代码 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1，导致前期在main函数里设延迟时间，总感觉与实际时间不符。补上这行代码后就好了。

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