嵌入式技术与应用开发-跑马灯控制设计与实现
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n 又如：GPIOC.9引脚输出低电平的代码是： GPIO_ReSetBits (GPIOC, GPIO_Pin_9);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 输入输出函数
5. GPIO_WriteBit ()和GPIO_Write ()函数
n 通过程序控制实现跑马灯效果设计与调试，跑马灯效果：
n 先一个一个点亮，直至全部点亮； n 然后一个一个熄灭； n 循环上述过程。
n 跑马灯电路设计
n 使用STM32F103R6芯片的PB0~PB9引脚分别接10个LED的阴极； n 与任务4的差别是使用了排阻和排型LED。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
LED循环点亮控制设计
n LED循环点亮功能实现过程如下：
1. D1点亮：GPIOB口输出0x0feff，取反为0x0100，初始控制码为0x0100； 2. D2点亮：GPIOB口输出0x0fdff，取反为0x0200，控制码为0x0200； 3. D3点亮：GPIOB口输出0x0fbff，取反为0x0400，控制码为0x0400； 4. D4点亮：GPIOB口输出0x0f7ff，取反为0x0800，控制码为0x0600； 5. 重复第一步，这样就可以实现LED循环点亮。 n 从以上分析可以看出，只要将控制码从GPIOB口输出，就能点亮相应的
Thumb-2指令所处的状态。 ② Debug（调试）状态：处理器停止并进行调试，进入该状态。也就
是在调试时的状态。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
Cortex-M3的编程模式
n Cortex-M3寄存器组
n Cortex-M3拥有寄存器R0~R15以及一些特殊功能寄存器。其中
① R0~R12是通用寄存器，但是绝大多数的16位指令只能使用R0~R7 （低组寄存器），而32位的Thumb-2指令则可以访问所有通用寄 存器；
② R13作为堆栈指针SP。SP有两个，但在同一时刻只能有一个可以 看到；
③ 特殊功能寄存器有预定义的功能，而且必须通过专用的指令来访问。
n Cortex-M3寄存器部分对于以后的编程是非常重要的，有时需要 编程直接这些寄存器。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
任务5 跑马灯设计与实现
n 目标
n 是用来读取指定IO口16个引脚的输入值，也是读取IDR寄存器的值 n 例如：读取GPIOB口输入值的代码是：
temp = GPIO_ReadInputData(GPIOB);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 输入输出函数
n 常用的IO端口寄存器有6个：CRL、CRH、IDR、ODR、BSRR 和BRR。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 在前面，我们围绕STM32的IO端口寄存器如何使用，进行了详细 的介绍。现介绍一下IO口的操作步骤，步骤如下：
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);
//PB9输出低电平，D2点亮
Delay(100);
……
n GPIO_Pin_x到底是什么呢？
STM32
Delay(100);
temp=temp<<1; //上一个控制码左移一位，获得下一个控制码
}
}。 n 从以上分析可以看出，只要将控制码从GPIOB口输出，就能点亮相应的LED。 n 下一个控制码如何从上一个控制码获得呢？其方法是把上一个控制码左移一位，即
可获得下一个控制码。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
1. RCC_APB2PeriphClockCmd()函数
n 是使能GPIOx对应的外设时钟 n 例如：使能GPIOB和GPIOC时钟
2. GPIO_Init()函数
n 是初始化（配置）GPIO的模式和速度，也就是设置相应GPIO的CRL和 CRH寄存器值
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
① GPIO_WriteBit ()函数是向指定IO口的引脚写0或者写1，也就是向寄 存器ODR相应位的写0或者写1
② GPIO_Write()函数是向指定IO口写数据，也就是是向寄存器ODR写数 据
n 例如：向PC8写1的代码是： GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, 1);
任务5 跑马灯设计与实现
n 跑马灯电路
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
任务5 跑马灯设计与实现
n 跑马灯实现分析
n LED一个一个点亮，直至全部点亮。其效果实现过程如下： ① LED1点亮：GPIOB口输出初始控制码0x0FFFE（1111111111111110B）； ② LED1和LED2点亮：GPIOB口输出控制码0x0FFFC（1111111111111100B）； ③ LED1、 LED2和 LED3点 亮 ： GPIOB口 输 出 控 制 码 0x0FFF8（
1111111111111000B）； ④ …… ⑤ 10个LED全部点亮：GPIOB口输出控制码0x0FC00（1111110000000000B）。 n 从以上分析可以看出，只要将控制码从GPIOB口输出，就可以点亮相应的LED。
和置0，那么就可使用GPIO_Pin_x，来实现LED循环点亮控制。
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);
//PB8输出低电平，D1点亮
Delay(100);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
项目二 跑马灯控制设计与实现
任务4 LED循环点亮控制
n 目标
n 使用STM32F103R6芯片的PB8 、PB9、 PB10和 PB11引脚分 别接4个LED的阴极，通过程序控制4个LED循环点亮。
n 如何控制这些LED循环点亮，关键在于如何控制STM32的IO口输 出，这是迈向STM32的第一步。
n STM32的IO端口操作
n 输入输出函数
1. GPIO_ReadInputDataBit ()函数
n 是读取指定IO口的对应引脚值，也就是读取IDR寄存器的值 n 例如：读取GPIOA.6（既PA6）引脚值：
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6);
2. GPIO_ReadInputData ()函数
1. 调用RCC_APB2PeriphClockCmd()函数，使能IO口时钟； 2. 调用GPIO_Init()函数，初始化IO口参数； 3. 使用IO口操作方法，对IO口进行各种操作。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的Gຫໍສະໝຸດ BaiduIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 初始化函数
项目二 跑马灯控制设计与实现
Cortex-M3的编程模式
n Cortex-M3工作模式及状态
1. Cortex-M3工作模式
n Cortex-M3处理器支持线程模式（Thread）和处理模式（Handler） 两种模式。
① 在 复 位 时 ， 处 理 器 进 入 Thread模 式 ， 在 从 异 常 返 回 时 也 进 入 Thread模 式 。 特 权 和 用 户 （ 非 特 权 ） 模 式 下 的 代 码 ， 能 够 在 Thread模式下运行。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
LED循环点亮控制设计
n LED循环点亮功能实现分析
n 如何控制STM32F103R6芯片的PB8、PB9、PB10和PB11引脚的输出 电平，实现LED循环点亮呢？
n 由于LED是采用共阳极接法，这样就能通过引脚输出“0”和“1”来控制LED的 亮和灭。
n 例如： 在 GPIOB口 输 出 0x0feff（ 1111111011111111B） ， 使 PB8输 出 低 电 平 “0”，D1被点亮； 若GPIOB口输出0x0f7ff（1111011111111111B ），则PB11输出高电平 “1”，D4被点亮。
LED。下一个控制码如何从上一个控制码获得呢？其方法是把上一个控制 码左移一位，即可获得下一个控制码。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
LED循环点亮控制设计
n LED循环点亮控制代码如下：
while(1)
{
temp=0x0100;
//设置初始控制码
for(i=0;i<4;i++)
{
GPIO_Write(GPIOB,~temp); //向GPIOB口写点亮LED的控制码
3. GPIO_ReadOutputDataBit ()和GPIO_ReadOutputData ()函数
① GPIO_ReadOutputDataBit ()函数是读取指定IO口某个引脚的输出值， 也就是读取寄存器ODR相应位的值
② GPIO_ReadOutputData()函数是读取指定IO口16个引脚的输出值， 也就是读取寄存器ODR的值
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
认识STM32的IO口
n STM32的IO端口寄存器
n STM32的每个IO端口都是由以下7个寄存器来控制
1. 配置模式的2个32位的端口配置寄存器CRL和CRH； 2. 2个32位的数据寄存器IDR和ODR； 3. 1个32位的置位/复位寄存器BSRR； 4. 1个16位的复位寄存器BRR； 5. 1个32位的锁存寄存器LCKR。
② 当系统产生异常时，处理器进入Handler模式。在Handler模式下 所有代码都必须是特权代码。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
Cortex-M3的编程模式
n Cortex-M3工作模式及状态
2. Cortex-M3工作状态
n Cortex-M3处理器可以在Thumb和Debug两种操作状态下工作。 ① Thumb状态：此状态是正常执行16位和32位半字对齐的Thumb和
n 又如：向GPIOC口写0x0FFFE的代码是： GPIO_Write(GPIOC, 0x0FFFE);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
LED循环点亮控制设计
n LED循环点亮控制电路设计
n 4个LED采用的是共阳极接法，其阴极分别接在STM32F103R6芯 片的PB8 、PB9、 PB10和 PB11引脚上。
【技能训练2-1】GPIO_SetBits ()和GPIO_ResetBits ()函数应用
n 试一试，如何使用GPIO_SetBits()和GPIO_ResetBits()函数，来实现
LED循环点亮控制设计与实现。
n GPIO_SetBits ()和GPIO_ResetBits ()函数可以对多个IO口同时进行置1
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
认识STM32的IO口
n STM32的IO口可以由软件配置成8种模式
1. 浮空输入：IN_FLOATING； 2. 上拉输入：IPU； 3. 下拉输入：IPD； 4. 模拟输入：AIN； 5. 开漏输出：Out_OD； 6. 推挽输出：Out_PP； 7. 复用功能的推挽式输出：AF_PP； 8. 复用功能的开漏输出：AF_OD。
n 例如：读取GPIOE.5引脚输出值的代码是： GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_5);
n 又如：读取GPIOE口所有引脚输出值的代码是： GPIO_ReadOutputData(GPIOE);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 输入输出函数
4. GPIO_SetBits ()和GPIO_ResetBits ()函数
n GPIO_SetBits ()和GPIO_ResetBits ()是用来设置取指定IO口的引脚输 出高电平和低电平的，也就是设置寄存器BSRR、BRR的值
n 例如：GPIOC.8引脚输出高电平的代码是： GPIO_SetBits (GPIOC, GPIO_Pin_8);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 输入输出函数
5. GPIO_WriteBit ()和GPIO_Write ()函数
n 通过程序控制实现跑马灯效果设计与调试，跑马灯效果：
n 先一个一个点亮，直至全部点亮； n 然后一个一个熄灭； n 循环上述过程。
n 跑马灯电路设计
n 使用STM32F103R6芯片的PB0~PB9引脚分别接10个LED的阴极； n 与任务4的差别是使用了排阻和排型LED。
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项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32
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LED循环点亮控制设计
n LED循环点亮功能实现过程如下：
1. D1点亮：GPIOB口输出0x0feff，取反为0x0100，初始控制码为0x0100； 2. D2点亮：GPIOB口输出0x0fdff，取反为0x0200，控制码为0x0200； 3. D3点亮：GPIOB口输出0x0fbff，取反为0x0400，控制码为0x0400； 4. D4点亮：GPIOB口输出0x0f7ff，取反为0x0800，控制码为0x0600； 5. 重复第一步，这样就可以实现LED循环点亮。 n 从以上分析可以看出，只要将控制码从GPIOB口输出，就能点亮相应的
Thumb-2指令所处的状态。 ② Debug（调试）状态：处理器停止并进行调试，进入该状态。也就
是在调试时的状态。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
Cortex-M3的编程模式
n Cortex-M3寄存器组
n Cortex-M3拥有寄存器R0~R15以及一些特殊功能寄存器。其中
① R0~R12是通用寄存器，但是绝大多数的16位指令只能使用R0~R7 （低组寄存器），而32位的Thumb-2指令则可以访问所有通用寄 存器；
② R13作为堆栈指针SP。SP有两个，但在同一时刻只能有一个可以 看到；
③ 特殊功能寄存器有预定义的功能，而且必须通过专用的指令来访问。
n Cortex-M3寄存器部分对于以后的编程是非常重要的，有时需要 编程直接这些寄存器。
STM32
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任务5 跑马灯设计与实现
n 目标
n 是用来读取指定IO口16个引脚的输入值，也是读取IDR寄存器的值 n 例如：读取GPIOB口输入值的代码是：
temp = GPIO_ReadInputData(GPIOB);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 输入输出函数
n 常用的IO端口寄存器有6个：CRL、CRH、IDR、ODR、BSRR 和BRR。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 在前面，我们围绕STM32的IO端口寄存器如何使用，进行了详细 的介绍。现介绍一下IO口的操作步骤，步骤如下：
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);
//PB9输出低电平，D2点亮
Delay(100);
……
n GPIO_Pin_x到底是什么呢？
STM32
Delay(100);
temp=temp<<1; //上一个控制码左移一位，获得下一个控制码
}
}。 n 从以上分析可以看出，只要将控制码从GPIOB口输出，就能点亮相应的LED。 n 下一个控制码如何从上一个控制码获得呢？其方法是把上一个控制码左移一位，即
可获得下一个控制码。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
1. RCC_APB2PeriphClockCmd()函数
n 是使能GPIOx对应的外设时钟 n 例如：使能GPIOB和GPIOC时钟
2. GPIO_Init()函数
n 是初始化（配置）GPIO的模式和速度，也就是设置相应GPIO的CRL和 CRH寄存器值
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
① GPIO_WriteBit ()函数是向指定IO口的引脚写0或者写1，也就是向寄 存器ODR相应位的写0或者写1
② GPIO_Write()函数是向指定IO口写数据，也就是是向寄存器ODR写数 据
n 例如：向PC8写1的代码是： GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, 1);
任务5 跑马灯设计与实现
n 跑马灯电路
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
任务5 跑马灯设计与实现
n 跑马灯实现分析
n LED一个一个点亮，直至全部点亮。其效果实现过程如下： ① LED1点亮：GPIOB口输出初始控制码0x0FFFE（1111111111111110B）； ② LED1和LED2点亮：GPIOB口输出控制码0x0FFFC（1111111111111100B）； ③ LED1、 LED2和 LED3点 亮 ： GPIOB口 输 出 控 制 码 0x0FFF8（
1111111111111000B）； ④ …… ⑤ 10个LED全部点亮：GPIOB口输出控制码0x0FC00（1111110000000000B）。 n 从以上分析可以看出，只要将控制码从GPIOB口输出，就可以点亮相应的LED。
和置0，那么就可使用GPIO_Pin_x，来实现LED循环点亮控制。
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11);
GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);
//PB8输出低电平，D1点亮
Delay(100);
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项目二 跑马灯控制设计与实现
项目二 跑马灯控制设计与实现
任务4 LED循环点亮控制
n 目标
n 使用STM32F103R6芯片的PB8 、PB9、 PB10和 PB11引脚分 别接4个LED的阴极，通过程序控制4个LED循环点亮。
n 如何控制这些LED循环点亮，关键在于如何控制STM32的IO口输 出，这是迈向STM32的第一步。
n STM32的IO端口操作
n 输入输出函数
1. GPIO_ReadInputDataBit ()函数
n 是读取指定IO口的对应引脚值，也就是读取IDR寄存器的值 n 例如：读取GPIOA.6（既PA6）引脚值：
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_6);
2. GPIO_ReadInputData ()函数
1. 调用RCC_APB2PeriphClockCmd()函数，使能IO口时钟； 2. 调用GPIO_Init()函数，初始化IO口参数； 3. 使用IO口操作方法，对IO口进行各种操作。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的Gຫໍສະໝຸດ BaiduIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 初始化函数
项目二 跑马灯控制设计与实现
Cortex-M3的编程模式
n Cortex-M3工作模式及状态
1. Cortex-M3工作模式
n Cortex-M3处理器支持线程模式（Thread）和处理模式（Handler） 两种模式。
① 在 复 位 时 ， 处 理 器 进 入 Thread模 式 ， 在 从 异 常 返 回 时 也 进 入 Thread模 式 。 特 权 和 用 户 （ 非 特 权 ） 模 式 下 的 代 码 ， 能 够 在 Thread模式下运行。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
LED循环点亮控制设计
n LED循环点亮功能实现分析
n 如何控制STM32F103R6芯片的PB8、PB9、PB10和PB11引脚的输出 电平，实现LED循环点亮呢？
n 由于LED是采用共阳极接法，这样就能通过引脚输出“0”和“1”来控制LED的 亮和灭。
n 例如： 在 GPIOB口 输 出 0x0feff（ 1111111011111111B） ， 使 PB8输 出 低 电 平 “0”，D1被点亮； 若GPIOB口输出0x0f7ff（1111011111111111B ），则PB11输出高电平 “1”，D4被点亮。
LED。下一个控制码如何从上一个控制码获得呢？其方法是把上一个控制 码左移一位，即可获得下一个控制码。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
LED循环点亮控制设计
n LED循环点亮控制代码如下：
while(1)
{
temp=0x0100;
//设置初始控制码
for(i=0;i<4;i++)
{
GPIO_Write(GPIOB,~temp); //向GPIOB口写点亮LED的控制码
3. GPIO_ReadOutputDataBit ()和GPIO_ReadOutputData ()函数
① GPIO_ReadOutputDataBit ()函数是读取指定IO口某个引脚的输出值， 也就是读取寄存器ODR相应位的值
② GPIO_ReadOutputData()函数是读取指定IO口16个引脚的输出值， 也就是读取寄存器ODR的值
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
认识STM32的IO口
n STM32的IO端口寄存器
n STM32的每个IO端口都是由以下7个寄存器来控制
1. 配置模式的2个32位的端口配置寄存器CRL和CRH； 2. 2个32位的数据寄存器IDR和ODR； 3. 1个32位的置位/复位寄存器BSRR； 4. 1个16位的复位寄存器BRR； 5. 1个32位的锁存寄存器LCKR。
② 当系统产生异常时，处理器进入Handler模式。在Handler模式下 所有代码都必须是特权代码。
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
Cortex-M3的编程模式
n Cortex-M3工作模式及状态
2. Cortex-M3工作状态
n Cortex-M3处理器可以在Thumb和Debug两种操作状态下工作。 ① Thumb状态：此状态是正常执行16位和32位半字对齐的Thumb和
n 又如：向GPIOC口写0x0FFFE的代码是： GPIO_Write(GPIOC, 0x0FFFE);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
LED循环点亮控制设计
n LED循环点亮控制电路设计
n 4个LED采用的是共阳极接法，其阴极分别接在STM32F103R6芯 片的PB8 、PB9、 PB10和 PB11引脚上。
【技能训练2-1】GPIO_SetBits ()和GPIO_ResetBits ()函数应用
n 试一试，如何使用GPIO_SetBits()和GPIO_ResetBits()函数，来实现
LED循环点亮控制设计与实现。
n GPIO_SetBits ()和GPIO_ResetBits ()函数可以对多个IO口同时进行置1
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
认识STM32的IO口
n STM32的IO口可以由软件配置成8种模式
1. 浮空输入：IN_FLOATING； 2. 上拉输入：IPU； 3. 下拉输入：IPD； 4. 模拟输入：AIN； 5. 开漏输出：Out_OD； 6. 推挽输出：Out_PP； 7. 复用功能的推挽式输出：AF_PP； 8. 复用功能的开漏输出：AF_OD。
n 例如：读取GPIOE.5引脚输出值的代码是： GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOE, GPIO_Pin_5);
n 又如：读取GPIOE口所有引脚输出值的代码是： GPIO_ReadOutputData(GPIOE);
STM32
项目二 跑马灯控制设计与实现
STM32的GPIO初始化和输入输出库函数
n STM32的IO端口操作
n 输入输出函数
4. GPIO_SetBits ()和GPIO_ResetBits ()函数
n GPIO_SetBits ()和GPIO_ResetBits ()是用来设置取指定IO口的引脚输 出高电平和低电平的，也就是设置寄存器BSRR、BRR的值
n 例如：GPIOC.8引脚输出高电平的代码是： GPIO_SetBits (GPIOC, GPIO_Pin_8);