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嵌入式开发之 STM32自行车码表（图文）

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我是靠谱客的博主 大气哈密瓜，最近开发中收集的这篇文章主要介绍嵌入式开发之 STM32自行车码表（图文），觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

笔者将从以下几个方面逐步深入地讲解STM32F103C8开发板的使用，并在Windows下编写一个简单的自行车码表程序：

  • 元器件
  • 环境搭建
  • 电路连接
  • 一个简单的LED闪烁程序
  • 自行车码表

    • 准备工作之 元器件
    • 准备工作之 电路连接
    • 准备工作之 环境搭建
      • CubeMX配置
      • KeilST-LINK下载程序调试程序
        • 下载并注册安装Keil Keil安装程序及注册机
        • 用keil打开CubeMX生成的工程文件
        • build
        • keilST-LINK下载和调试以blink为例
          • 出错误了
          • 解决方法一
          • 解决方法二
          • 连线图
    • 第一个实验 Hello
      • 串口每05s发出一次 Hello
    • 第二个实验 按钮检测
      • 按下按钮时输出pressed
    • 第三个实验 PA12中断
      • 下降沿中断触发的按钮检测
    • 第四个实验 定时器中断
    • 第五个实验 自行车码表

准备工作之 元器件

本实验需要的元器件有：

STM32F103C8开发板 1块

stm32开发板正面

反面

ST-LINK 1个

st-link

LED小灯 若干

led

330ohm电阻 若干

电阻

按钮 若干

button

子母线 若干

wire

准备工作之 电路连接

正确的电路连接是成功的一半

首先我们测试 ST-LINK vcc 和 gnd 的效果，熟悉 面包板 的使用，通过 按钮 点亮 LED小灯 。电路图如下：
test circuit
此处注意一定要接330ohm电阻，否则LED灯会因为电流过大而烧坏。笔者由于疏忽导致一个LED冒出了焦糊的味道… Sigh …

这里写图片描述

反馈：LED灯成功由按钮控制点亮
结论：LED灯工作正常、ST-LINK供电正常、按钮、面包板正常

准备工作之 环境搭建

万事开头难

CubeMX配置

1、 首先下载安装CubeMX

cubemx的启动界面

2、 New Project 新建项目，选择对应开发板型号为STM32F103C8

这里写图片描述

3、 选择引脚功能， PA12和PA11作为GPIO的输入。

这里写图片描述

4、 generate code 发现需要下载cube库，一直下载不好，于是通过本地导入的方式搞定。在Cube官网下载STM32CubeF1和补丁

5、 help->Install New Libraries->From Local导入库和补丁

这里写图片描述

6、 导入完成后尝试generate code，设置project属性，选择MDK-ARM v5为工具链。

这里写图片描述

7、code生成成功，但此时无法打开，因为我们还未安装Keil 工具链
这里写图片描述

Keil+ST-LINK下载程序/调试程序

下载并注册安装Keil Keil安装程序及注册机

注册机和安装包

安装keil
keil安装步骤省略

自动下载找不到stm32包
于是手动下载stm32F1pack STM32F1xx_DFP.1.1.0.pack
下载好后导入Pack Installer

导入stm32f1xx.pack

用keil打开CubeMX生成的工程文件

工程目录

可以看到MX已经生成了代码的框架，我们只需要填充我们自己的代码即可。
main.c中有一个自动生成的函数MX_GPIO_Init，帮我们进行了引脚的初始化。

void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pins : PA11 PA12 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

build

点击图中按钮
options for target

在output选项卡中选择生成hex文件

create hex file

keil+ST-LINK下载和调试，以blink为例

下载驱动程序并安装 st-link驱动安装

这时插入st-link，在设备管理器中应该可以看到：

这里写图片描述

表示驱动已经成功安装。

进入Keil IDE下，编写一段程序，让tst即PIN13的LED灯亮灭。代码如下：

while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(3000);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(3000);
}

点击配置按钮，切到debug tab，选择st linker debugger 并点击setting

找不到target

出错误了!

发现sw Device下显示错误信息：No target connected。这让我很奇怪，明明接线没有错误，且驱动正常。

解决方法一

下载时将Boot0置为1，下载完毕后置回0

找了一些资料，发现是Boot0没有置为1，所以找不到target，无法下载，只有将Boot0置为1，才能下载。Boot0是0的时候，板子的闪存作为boot的空间，Boot0是1的时候，系统存储作为启动空间。

Boot0和Boot1的详细说明文档——百度文库

这里写图片描述

于是笔者将boot0置为1后reset发现可以检测到target设备，这时可以download了

这里写图片描述

download 完毕后，再将Boot0置回0，此时reset后就可以运行了。这个过程中，我们相当于扮演了一回 厂家 的角色，将芯片里烧录的程序做了修改后重新发行了。

解决方法二：

按住Reset时点击烧录，然后立刻松开Reset
后来笔者才发现，还有更简单的方法。而错误原因也跟我刚刚想的有所不同，是因为在程序中配置了GPIO13GPIO14的缘故。参考博文：
KEIL提示“No target connected”的解决方法（原创）

修改后成功烧录，实现了板子上的TST引脚灯的亮灭。

连线图：

这里写图片描述

第一个实验 Hello

啥也不说先上电路图

这是CubeMX的引脚定义处，将PA10定义为RX，PA9定义为TX（好像只能这么干，表示PA10发出数据，PA9接受数据<–stm32端–>）。PA11和PA12暂且没用。不管。

这里写图片描述

需要注意的是，USB-TTL转接口的RX要接STM32板子的TX口，转接口的TX要接STM32板子的RX口，这也许就是握手的含义吧。

这里按钮还未使用，可以先忽略。

这里写图片描述

左侧配置USART1为Single Wire（Half-Duplex）生成的代码较为接近最终代码。

接下来开始生成代码。

生成完毕。

/*main.c*/
void MX_USART1_UART_Init(void)
{
//默认生成的代码结构
huart1.Instance = USART1;
huart1.Init.BaudRate = 9600;//波特率要从115200改为9600
huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
//huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;//这个可以注释掉
HAL_HalfDuplex_Init(&huart1);
}
/* stm32f1xx_hal_msp.c */
void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* huart)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
if(huart->Instance==USART1)
{
/* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 0 */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//enable GPIO的时钟
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();//enable UART的时钟
/* USER CODE END USART1_MspInit 0 */
/* Peripheral clock enable */
__HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
/**USART1 GPIO Configuration
PA9
------> USART1_TX
PA10
------> USART1_RX
*/
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;// 9 发
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;// 10 收
//GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
//GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/* USER CODE BEGIN USART1_MspInit 1 */
/* USER CODE END USART1_MspInit 1 */
}
}
/* stm32f1xx_hal_msp.c */
/* 善后处理 */
void HAL_UART_MspDeInit(UART_HandleTypeDef* huart)
{
if(huart->Instance==USART1)
{
/* USER CODE BEGIN USART1_MspDeInit 0 */
__HAL_RCC_USART1_FORCE_RESET();
__HAL_RCC_USART1_RELEASE_RESET();
/* USER CODE END USART1_MspDeInit 0 */
/* Peripheral clock disable */
__HAL_RCC_USART1_CLK_DISABLE();
/**USART1 GPIO Configuration
PA9
------> USART1_TX
PA10
------> USART1_RX
*/
HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10);
}
/* USER CODE BEGIN USART1_MspDeInit 1 */
/* USER CODE END USART1_MspDeInit 1 */
}
// main.c
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"Hellorn",7,500);// 0.5s 输出一次hello
HAL_Delay(500);
}

串口每0.5s发出一次 Hello

arduino的串口监视器com6的观察结果

第二个实验 按钮检测

按钮检测部分的代码

//main.c
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
GPIO_PinState state1,state2;
char printStr[20];
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
state1 = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_11);
//按下按钮后read出来的state为0，否则是1
state2 = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_12);
if(state1==0)
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"Button 11 pressedrn",19,500);
else if(state2==0)
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"Button 12 pressedrn",19,500);
else
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)"No Signalrn",11,500);
//HAL_Delay(20);
}
/* USER CODE END 3 */
}

GPIO的初始化部分

/*main.c*/ /*GPIO初始化*/
void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pins : PA11 PA12 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

按下按钮时，输出pressed

按下按钮后的串口接收的数据

第三个实验 PA12中断

PA12中断响应

配置PA12下降沿触发中断

/*main.c*/
void MX_GPIO_Init(void)
{
······
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn,0,0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
······
}

当中断触发时，会去stm32f1xx_it.c中找到EXTI15_10_IRQHandler这个函数，在其中调用HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_12);如果PIN12的值符合下降沿的要求，则调用中 断 回 调 函 数
HAL_GPIO_EXTI_Callback，将中断标志位置为1，count++，在main函数的循环中可以进行标志位判断，如果为1说明有中断产生，需要清楚标志位并作出处理。

//stm32f1xx_it.c
/**
* @brief This function handles GPIO 12 interrupt
*/
void EXTI15_10_IRQHandler(void){
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_12);
}

//main.c
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){
if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_12){
PA12Flag = 1; // set interrupt signal
PA12Cnt ++; //cnt++ for each interrupt
}else{
UNUSED(GPIO_Pin);
}
}
int main(void)
{
// ·····
// ·····
/* USER CODE BEGIN 1 */
GPIO_PinState state1,state2;
int strLen=0;
char printStr[20];
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
// ·····
// ·····
while (1)
{
if(PA12Flag==1)
{
PA12Flag=0; //clear interupt signal
strLen = sprintf(printStr,"Button 12 pressed %d timesrn",PA12Cnt);
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)printStr,strLen,500);
}
}
/* USER CODE END 3 */
}

下降沿中断触发的按钮检测

中断触发

第四个实验 定时器中断

这个实验涉及到时钟，于是需要开启时钟的宏定义

需要修改 stm32f1xx_hal_conf.h

stm32f1xx_hal_conf.h

main.c重点代码如下：

/*main.c*/
//······
//······
int TIMFlag = 0;
TIM_HandleTypeDef TIM_Handle;
//······
//······
//······
/*中断检测函数*/
void TIM3_IRQHandler(void){
HAL_TIM_IRQHandler(&TIM_Handle);
}
int main(void)
{
//······
TIM_Init();
//······
while (1)
{
if(TIMFlag==1)
{
TIMFlag=0; //clear interupt signal
strLen = sprintf(printStr,"Clk pulsern");
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)printStr,strLen,500);
}
}
}
}
/*回调函数*/
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *TIM_Handle){
TIMFlag = 1;
}
/*初始化函数*/
void TIM_Init()
{
TIM_Handle.Instance = TIM3;
TIM_Handle.Init.Prescaler = 8000;
TIM_Handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
TIM_Handle.Init.Period = 199;
HAL_TIM_Base_Init(&TIM_Handle);
HAL_TIM_Base_Start_IT(&TIM_Handle); //start timer
HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn); // set priority
}
/* stm32f1xx_hal_msp.c */
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* TIM_Handle){
__TIM3_CLK_ENABLE();
}
void HAL_TIM_Base_MspDeInit(TIM_HandleTypeDef* TIM_Handle){
__TIM3_CLK_DISABLE();
}

200ms一次中断

第五个实验 自行车码表

编写完整的码表程序，PA12的按钮表示车轮转了一圈，通过计数器可以得到里程，通过定时器中断得到的时间可以计算出速度；PA11的按钮切换模式，模式一在串口输出里程，模式二在串口输出速度。

思路：每0.2秒计算一次速度，因此按钮12的判断在时钟中断内部。车轮长度按2.56m计算，每0.2s算一次速度，用当前的PA12Cnt减去上一个0.2s的PA12Cnt，乘以车轮长度除以0.2s即可算出即时速度。

代码部分只需修改main.c即可

/*main.c的主要代码*/
int PA11Flag=0;
int PA12Cnt1=0;
int PA12Cnt2=0;
int PA12Flag=0;
int TIMFlag = 0;
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);
static void TIM_Init(void);
void TIM3_IRQHandler(void){
HAL_TIM_IRQHandler(&TIM_Handle);
}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){
if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_12){
PA12Flag = 1; // set interrupt signal
PA12Cnt1 ++; //cnt++ for each interrupt
}else{
UNUSED(GPIO_Pin);
}
}
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *TIM_Handle){
TIMFlag = 1;
}
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
GPIO_PinState state1,state2;
int strLen=0;
char printStr[20];
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
TIM_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
state1 = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_11);
state2 = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_12);
if(state1==0)
PA11Flag = ~PA11Flag;
if(TIMFlag==1)
{
TIMFlag=0; //clear interupt signal
if(~PA11Flag)
{
strLen = sprintf(printStr,"Distance: %lfmrn",PA12Cnt1*2.56);
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)printStr,strLen,500);
}
else if(PA11Flag)
{
strLen = sprintf(printStr,"Speed: %lfm/srn",(PA12Cnt1-PA12Cnt2)*2.56/0.2);
HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)printStr,strLen,500);
}
PA12Cnt2 = PA12Cnt1;
}
}
/* USER CODE END 3 */
}

最终自行车码表的输出

PS: 读者可以尝试自己将PA11改为边沿触发式，方式类似PA12，相信你可以搞定的~

最后

以上就是大气哈密瓜为你收集整理的嵌入式开发之 STM32自行车码表（图文）的全部内容，希望文章能够帮你解决嵌入式开发之 STM32自行车码表（图文）所遇到的程序开发问题。

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本图文内容来源于网友提供，作为学习参考使用，或来自网络收集整理，版权属于原作者所有。
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