非常感谢大家对我的 STM32 HAL库开发学习仓库的关注和使用。这个仓库记录了我在学习 STM32 开发过程中的笔记和代码示例。我已经将归还需要用到的开发板，未来我将无法添加新的案例或进行更新。
请注意，这些资料和代码示例是在我学习初期整理和编写的，可能在编程实践和代码质量方面不尽完美。但是，这些内容设计简单，适合初学者理解和快速上手，特别是对于那些刚接触 STM32 开发的新手来说，能够提供一个易于理解的学习起点, 能够快速运行出相关功能。
我鼓励大家使用和参考这些资料，同时也欢迎社区成员基于现有内容进行改进和扩展。感谢大家过去的支持，希望我的工作能对你们有所帮助。
祝编程愉快！
学校专门订购了一批为STM32教学量身打造的开发板,板子上集成了J-Link调试器(也就是说接一根数据线就能使用板子上自带的J-Link调试),自带很多小模块:LED,蜂鸣器,数码管,光敏,按键,等等,非常的紧致精巧.
美中不足的是给出的示例程序都是固件库(ST官方已经停止对固件库的维护),开发环境用的是keil.
自己比较喜欢用HAL库+CLion+CubeMX这套环境, 正好借此机会封装一些模块. 这样对这套板子也有HAL库的示例程序了,后边的同学如果想用HAL库开发,看这个找个例程使用起来也会舒服的多.
- 基于HAL库+开发板的各部分驱动模块
- 示例程序与接口文档
- 基于
CubeMX+Clion或CubeIDE的实验方法 - 关于六个实验的HAL库示例程序
您可以通过以下命令下载此仓库:
git clone https://github.com/LiRunJi/My_STM32_HAL_Learning.git进入文件夹后,使用以下命令来切换到具体对应的实验:
也可以手动切换分支
可以通过Git(非常推荐)下载示例工程,也可以通过压缩包下载每个分支的示例工程.
经过配置后,可以轻松运行如下的各个分支:
-
LED灯和数码管
git fetch git checkout lab2-smg
-
按键和电子音乐与数码管显示
git checkout lab2-smg
-
输出PWM方波
git fetch git checkout lab3-pwm
-
串口DMA
git fetch git checkout lab4-uartdma
-
IIC总线读写EEPROM
git fetch git checkout lab5-eeprom
-
ADC测温度,设置阈值报警
git fetch git checkout lab6-adcalarm
-
*****(实验外的分支)用外部晶振替代内部时钟
git fetch git checkout rcc-config
-
使用FREERTOS的分支
随缘开发... 有50%的概率会在12月前出现
这个比较慢,先留个坑
CubeIDE是ST官方给出的开发环境, 对于装环境而言是最快速的, 基本上下载好了打开个工程就可以运行, 用起来和Eclipse差不多.
-
导入工程
-
向工程中添加文件
添加完成后会在这里出现:
点击
ADD Floder -
配置下载器配置为J-Link
-
配置完成,点击
下载到开发板并运行,点击
可以打断点调试.您也可以按照上述同样的方法添加自己的c源文件.
这套环境用起来最舒服,但配起来相对而言麻烦一些,这里太麻烦了,先欠着,后续随缘补上.
特别钟爱Keil也可以用CubeMX+Keil进行开发
箭头标注的以及圈起来的是我们自己可以写代码的区域,其它的都来自ST提供的初始化代码.
-
每个小模块的驱动都写在
board目录下, -
头文件在board/Inc目录下的
myAPI.h头文件有直接给出上层调用的接口与注释,一个头文件中包含所有模块可直接调用的上层驱动.每个模块会在接口文档中给出快速使用的例子和简介.
值得注意的是使用该工程文件,每次使用CubeMX生成初始化代码后需要把CMakeList.txt文件回复为这里的版本,或者在52行和57行附近按下图所示加入 board/Inc 与 "board/*.*",并重新加载CMake项目.
您也可以按照类似的方法添加您的代码.
目前的接口文档不太完善,但是能用,这里先挖个坑,后续再填.
#ifndef _myAPI_h_
#define _myAPI_h_
#include "main.h"
#include "boardLayout.h"
//LED灯
void led_init(void);
void led_display_bits(uint32_t value);//LED位带操作
void led_display_write_bit(int pos,int value);//设置指定LED灯的状态
void test_led(void);//放在大循环中用于测试LED的两个函数
#if !defined(IT_Freq)
#define IT_Freq 1 //1ms 进入一次中断
#endif
void lsd_it(void);//在中断中流水灯,1s一次,需要提前知到几ms进一次中断
//数码管
void smg_init(void); //数码管初始化
void digital_tube_display(int pos,int num); //按照字母表里的数字显示
void digital_tube_display_char(int pos,const char *c); //可显示0-9,a-z的字符,带小数点的.
void digital_tube_display_string(int pos,char *s);//从指定位置开始显示任意值,可显示浮点数,最多显示的数量取决于剩下多少数码管
void test_smg_in_while1(void);//放在大循环中用于测试数码管
/*以下也是关于数码管的部分好用且常用*/
void digital_tube_display_string_IT(void);//在中断中刷新数码管
void play_string_it(int pos,const char *s);/*从指定位开始显示字符串*/
void play_num_it(int start,int end,int num);/*在指定范围内显示整数*/
void play_float_it(int start,int end,float num,int len_after_point);/*在指定空间内显示小数,可设置保留几位小数点*/
//蜂鸣器
void buzz_init(void);
void buzz(int value);
void play();//播放阴乐
void buzz_it(int value,int threshold,int f,int duty);/**/
//adc转换
float calculate_to_temperature(int ad);/*把12位温度模拟量转换位浮点数的温度*/
int measure_the_temperature(void);/*以阻塞的方式测量一次温度,12位精度*/
//按键初始化
void key_exti_gpio_init(void);
/*按键的其它功能使用回调函数实现,里边主要是处理逻辑,不太好写对外提供的服务*/
#endif-
void led_init(void);初始化LED灯
-
void led_display_bits(uint32_t value);一下子设置八位LED的状态,从左到右依次对应
L7->L0 -
void led_display_write_bit(int pos,int value);LED位带操作
-
void test_led(void);放在大循环中用于测试LED的两个函数
注意,cubemx生成的主函数中自带的代码千万不要删掉,仅把这里有的加到对应的位置上去即可.
#include "myAPI.h"
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
led_init();
while (1)
{
//0b表示二进制的,最直观,从左到右就对应八个灯,这里是亮最左边的四个灯
led_display_bits(0b11110000);
HAL_Delay(1000);//延时一秒
//熄灭所有灯
led_display_bits(0b00000000);
HAL_Delay(1000);
}
}把以上程序粘贴到工程的main函数中,观察变化,可以很快搞定怎么用.
//数码管
void smg_init(void); //数码管初始化
void digital_tube_display_string_IT(void);//在中断中刷新数码管
void play_string_it(int pos,const char *s);/*从指定位开始显示字符串*/
void play_num_it(int start,int end,int num);/*在指定范围内显示整数*/
/*在指定空间内显示小数,可设置保留几位小数点*/
void play_float_it(int start,int end,float num,int len_after_point);
void digital_tube_display(int pos,int num); //按照字母表里的数字显示
void digital_tube_display_char(int pos,const char *c); //可显示0-9,a-z的字符,带小数点的.
void digital_tube_display_string(int pos,char *s);//从指定位置开始显示任意值,可显示浮点数,最多显示的数量取决于剩下多少数码管
void test_smg_in_while1(void);//放在大循环中用于测试数码管- 初始化
-
void digital_tube_display_string_IT(void);//在中断中刷新数码管需要把这个函数放到中断里
-
void play_string_it(int pos,const char *s);从指定位开始显示字符串
-
void play_num_it(int start,int end,int num);在指定范围内显示整数
-
void play_float_it(int start,int end,float num,int len_after_point);在指定空间内显示小数,可设置保留几位小数点
您可以切换到Lab2分支,将程序下载进入开发板,
-
切换到示例的分支:
git fetch; git checkout lab2-tubeDisplay -
下载程序到开发板
- 按下从右往左数第一个按键会让显示的数字-1,
- 按下从右往左数第二个按键会播放阴乐,
- 按下从右往左数第三个按键会让显示的数字+1.
#include "main.h"
#include "myAPI.h"
#include "stdio.h"
#define TUBE_OFF 37 //数码段表熄灭的下标
const short int code_table[]={
0x3F, //"0"
0x06, //"1"
0x5B, //"2"
0x4F, //"3"
0x66, //"4"
0x6D, //"5"
0x7D, //"6"
0x07, //"7"
0x7F, //"8"
0x6F, //"9"
0x77,//a
0x7c,//b
0x39,//c
0x5e,//d
0x79,//e
0x71,//f
0x3d,//g
0x76,//h
0x0f,//i
0x0e,//j
0x75,//k
0x38,//l
0x37,//m
0x54,//n
0x5c,//o
0x73,//p
0x67,//q
0x31,//r
0x49,//s
0x78,//t
0x3e,//u
0x1c,//v
0x7e,//w
0x64,//x
0x6e,//y
0x59,//z
0x40, //"-"
0x00, //熄灭,下边是带小数点的0-9
0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef,0xf7,0xfc,0xb9,0xde,0xf9,0xf1
};
static char Tube_String8[8][2]={0};
void smg_init(){
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, ALL_LED, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_SEL|SEL0|SEL1|SEL2, GPIO_PIN_RESET);
GPIO_InitStruct.Pin = ALL_LED;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.Pin = LED_SEL|SEL0|SEL1|SEL2;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}
static void lock(){
HAL_GPIO_WritePin(LOCK_GROUP,LED_SEL,0);
}
static void unlock(){
HAL_GPIO_WritePin(LOCK_GROUP,LED_SEL,1);
}
void light_group_writePin(uint16_t L, GPIO_PinState PinState){
HAL_GPIO_WritePin(LIGHT_GROUP,L,PinState);
}
void digital_tube_display(int pos,int num){
unlock();
HAL_GPIO_WritePin(LOCK_GROUP,SEL0|SEL1|SEL2,0);
HAL_GPIO_WritePin(LOCK_GROUP,pos&0x07,1);
light_group_writePin(ALL_LED,0);
light_group_writePin(code_table[num]<<8,1);
lock();
}
void digital_tube_display_char(int pos,const char *c){
if (*c >= '0' && *c <= '9' && *(c+1)=='.')
digital_tube_display(pos, *c - '0'+TUBE_OFF+1);
else if (*c >= '0' && *c <= '9')
digital_tube_display(pos, *c - '0');
else if (*c >= 'A' && *c <= 'Z')
digital_tube_display(pos, *c - 'A' + 10);
else if (*c >= 'a' && *c <= 'z')
digital_tube_display(pos, *c - 'a' + 10);
else if(*c=='-')
digital_tube_display(pos,TUBE_OFF-1);
else
digital_tube_display(pos, TUBE_OFF);
}
void digital_tube_display_string(int pos,char *s){
char temp[2];
while (*s&&pos!=8){
temp[0]=*s;
if(*(s+1)=='.'){
temp[1]='.';
digital_tube_display_char(pos++,temp);
s+=2;
}else{
temp[1]='\0';
digital_tube_display_char(pos++,temp);
s++;
}
}
}
/*简单粗暴看一下效果的函数*/
void test_smg_in_while1(void){
digital_tube_display_string(0,"Hell012.3");
}
/*这个函数应该是使用最多的了,需要放在定时器中,进入一次刷新一个数码管,定时器中断最好在几毫秒内,这样显示起来看着舒服*/
void digital_tube_display_string_IT(void){
static int pos=0;
char s[2];
s[0]=Tube_String8[pos][0];
s[1]=Tube_String8[pos][1];
digital_tube_display_char(pos++,s);
pos=pos>7?0:pos;
}
/*从指定位开始显示字符串*/
void play_string_it(int pos,const char *s){
while(*s&&pos!=8){
Tube_String8[pos][0]=*(s++);
if(*s) {
if (*s == '.') {
Tube_String8[pos++][1] = '.';
s++;
} else
Tube_String8[pos++][1] = '\0';
} else
break;
}
}
/*在指定范围内显示整数*/
void play_num_it(int start,int end,int num){
char fmt[]={'%',end+1-start+'0','d'};
char n[9]={0};
sprintf(n,fmt,num);
n[end+1-start]='\0';
play_string_it(start,n);
}
/*在指定空间内显示小数,可设置保留几位小数点*/
void play_float_it(int start,int end,float num,int len_after_point){
char buffer[9];
char fmt[]={'%',end+1-start+'0','.',len_after_point+'0','f'};
sprintf(buffer, fmt, num);
buffer[end+1-start]='\0';
play_string_it(start,buffer);
}void buzz_init(void);/*初始化蜂鸣器的GPIO*/
void buzz(int value);/*给蜂鸣器连着的引脚高/低电平*/
void play();//以在主函数中延时和阻塞的方式播放一整首阴乐
/*
* 这个函数要放到中断里,value小于threshold(阈值)会发出叫声
* f和duty如果是0就使用默认的参数
* 您也修改 #define BUZZ_FREQUENCY 与#define BUZZ_DUTY 来改变默认参数
* 因为是有源蜂鸣器,这个引脚上有没有PWM方波,
* 驱动有源蜂鸣器要用脉冲,只好用定时器模拟一个pwm了
* 缺点是蜂鸣器叫起来比较难听
*/
void buzz_it(int value,int threshold,int f,int duty);#include "myAPI.h"
#define u16 uint16_t
#define u32 uint32_t
#define u8 uint8_t
#define uc16 unsigned int
#define PBeep(x) HAL_GPIO_WritePin(BUZZ_GROUP,BUZZ_PIN,(x))
#define CPU_FREQUENCY_MHZ 8 // STM32时钟主频
void buzz_init(void){
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = BUZZ_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(BUZZ_GROUP, &GPIO_InitStruct);
}
void buzz(int value){
PBeep(value);
}
/*
* 这个函数要放到中断里,value小于threshold(阈值)会发出叫声
* f和duty如果是0就使用默认的参数
* 您也修改 #define BUZZ_FREQUENCY 与#define BUZZ_DUTY 来改变默认参数
* 因为是有源蜂鸣器,这个引脚上有没有PWM方波,
* 驱动有源蜂鸣器要用脉冲,只好用定时器模拟一个pwm了
* 缺点是蜂鸣器叫起来比较难听
*/
#define BUZZ_FREQUENCY 10
#define BUZZ_DUTY 5
void buzz_it(int value,int threshold,int f,int duty){
f=f==0?BUZZ_FREQUENCY:f;
duty=duty==0?BUZZ_DUTY:duty;
if (value>threshold){
static int i=0;
if(i<BUZZ_DUTY){
buzz(0);
}else{
buzz(1);
}
if(i++==BUZZ_FREQUENCY){
i=0;
}
}
}
void delay_us(__IO uint32_t delay)
{
int last, curr, val;
int temp;
while (delay != 0)
{
temp = delay > 900 ? 900 : delay;
last = SysTick->VAL;
curr = last - CPU_FREQUENCY_MHZ * temp;
if (curr >= 0)
{
do
{
val = SysTick->VAL;
}
while ((val < last) && (val >= curr));
}
else
{
curr += CPU_FREQUENCY_MHZ * 1000;
do
{
val = SysTick->VAL;
}
while ((val <= last) || (val > curr));
}
delay -= temp;
}
}
void Sound(u16 frq)
{
u32 time;
if(frq != 1000)
{
time = 500000/((u32)frq);
PBeep(1);
delay_us(time);
PBeep(0);
delay_us(time);
}else
delay_us(1000);
}
void play(void)
{
extern int buzz_play_flag;
// 低7 1 2 3 4 5 6 7 高1 高2 高3 高4 高5 不发音
const uc16 tone[] = {247,262,294,330,349,392,440,494,523,587,659,698,784,850,1000};//音频数据表
//小燕子
const u8 music[]={2,1,2,1,2,3,5,3,
2,1,2,1,2,3,2,1,6,
2,1,2,1,2,3,5,3,
2,3,2,1,2,0,
2,1,2,1,2,3,5,3,
2,3,2,1,6,3,2,1,2
};
const u8 time[] ={6,2,6,2,4,4,4,4,//时间
6,2,6,2,2,2,2,8,
6,2,6,2,4,4,4,4,
6,2,4,4,8,8,
6,2,6,2,4,4,4,4,
6,2,4,4,8,2,2,2,2
};
u32 yanshi;
u16 i,e;
yanshi = 6;//10; 4; 2
if(buzz_play_flag == 0){
for(i=0;i<46;i++){
for(e=0;e<((u16)time[i])*tone[music[i]]/yanshi;e++){
if(buzz_play_flag != 0)
return;
Sound((u32)tone[music[i]]);
}
}
}
else if(buzz_play_flag == 1){
for(i=45;i>0;i--){
for(e=0;e<((u16)time[i])*tone[music[i]]/yanshi;e++){
if(buzz_play_flag != 1)
return;
Sound((u32)tone[music[i]]);
}
}
}
}关于按键其实代码要写的并不多,只需要在CubeMX中配置,然后在对应的回调函数中写处理的逻辑即可.
按键回调函数的代码在key.c中,一共写了三个按键的回调函数.
按键要处理的逻辑可以写在这里
#include "myAPI.h"
extern int threshold;//阈值
/*
初始化在CUBEMX里边要点一下生成代码,会在stm32f1xx_it.c中生成对应的初始化代码,在主函数里也要初始化GPIO
感觉这个再写个初始化的代码有点鸡肋,但是还是写了
*/
void key_exti_gpio_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pins : PC0 PC1 PC2 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
/* EXTI interrupt init*/
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 15, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI1_IRQn, 15, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_IRQn, 15, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);
}
static inline void k1_call_back(){
threshold++;
}
static inline void k2_call_back(){
threshold--;
}
static inline void k3_call_back(){
// buzz(1);
}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t key) {
if (!HAL_GPIO_ReadPin(Key_GPIO_Group, key))
return;
if (key == K3) {
k3_call_back();
} else if (key == K2) {
k2_call_back();
} else if (key == K1) {
k1_call_back();
}
HAL_Delay(200);/*把系统时钟的优先级设置为比按键高,然后就可以在这里延时了,不然会直接卡死*/
}float calculate_to_temperature(int ad);/*把12位温度模拟量转换位浮点数的温度*/
int measure_the_temperature(void);/*以阻塞的方式测量一次温度,12位精度*/#include "myAPI.h"
#include "math.h"
extern ADC_HandleTypeDef hadc1;
#define R_rt 10000.0
#define TemperatureOffset -3.4
float calculate_to_temperature(int ad){
float v=((float)ad)/4095*3.3;
float r=(v*R_rt)/(3.3-v);//10kΩ
float t=(1/(log(r/R_rt)/3950.0+(1/(273.15+23.0))))-273.15+TemperatureOffset;
return t;
}
int measure_the_temperature(void){
HAL_ADC_Start(&hadc1);
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,1000);
return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}