目录
1、环境搭建
2、按键控制灯&电机
LED
电机
垂直按键(机械按键)
3、串口调试功能
4、定时器延时和定时器中断
5、振动强弱调节
6、万年历
7、五方向按键
1、原理及分析
2、程序设计
1、环境搭建
需求:
搭建一个STM32F411CEU6工程
分析:
C / C++ 宏定义栏: STM32F411xE
在哪里找? STM32F411xE
2、按键控制灯&电机
需求:
按键控制灯和电机的开关
第一次按键：LED_ON
第二次按键：LED_OFF
第三次按键：MI_ON
第四次按键：MI_OFF
LED
创建.c和.h文件
添加文件到工程
看原理图
LED所用到的IO口
低电平点亮 高电平熄灭
输出模式
程序设计
LED初始化函数
/***********************************************
*函数名 :led_init
*函数功能 :对LED灯所用IO口初始化配置
*函数参数 :无
*函数返回值:无
*函数描述 :LED------PA7
************************************************/
void led_init(void)
{RCC->AHB1ENR |= (1<<0);GPIOA->MODER &= ~(3<<14);GPIOA->MODER |= (1<<14);GPIOA->OTYPER &= ~(1<<7);GPIOA->OSPEEDR &= ~(3<<14);GPIOA->PUPDR &= ~(3<<14);//初始状态 关GPIOA->ODR |= (1<<7);
}开关灯的宏定义
#ifndef _LED_H
#define _LED_H
#include "stm32f4xx.h" // Device header#define LED_OFF (GPIOA->ODR |= (1<<7))
#define LED_ON (GPIOA->ODR &= ~(1<<7))
#define LED_OVERTURN (GPIOA->ODR ^= (1<<7))void led_init(void);#endif电机
创建.c和.h文件
添加文件到工程
看原理图
电机所用到的IO口
高电平转动 低电平停止
输出模式
程序设计
电机初始化函数
/***********************************************
*函数名 :motor_init
*函数功能 :对电机所用IO口初始化配置
*函数参数 :无
*函数返回值:无
*函数描述 :motor------PB10
************************************************/
void motor_init(void)
{RCC->AHB1ENR |= (1<<1);GPIOB->MODER &= ~(3<<20);GPIOB->MODER |= (1<<20);GPIOB->OTYPER &= ~(1<<10);GPIOB->OSPEEDR &= ~(3<<20);GPIOB->PUPDR &= ~(3<<20);//初始状态 关GPIOB->ODR &= ~(1<<10);
}
电机转动和停止的宏定义
#ifndef _MOTOR_H
#define _MOTOR_H#include "stm32f4xx.h" // Device header#define MI_OFF (GPIOB->ODR &= ~(1<<10))
#define MI_ON (GPIOB->ODR |= (1<<10))
#define MI_OVERTURN (GPIOB->ODR ^= (1<<10))void motor_init(void);
#endif垂直按键(机械按键)
创建.c和.h文件
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看原理图
按键所用到的IO口
高电平按下 低电平抬起
输入模式
程序设计
按键初始化函数
static void delay_ms(u32 ms)
{u32 i = 100 / 4 * 1000 * ms;while(i){i--;}
}/***********************************************
*函数名 :key_init
*函数功能 :对KEY所用IO口初始化配置
*函数参数 :无
*函数返回值:无
*函数描述 :KEY_OK------PA0
************************************************/
void key_init(void)
{RCC->AHB1ENR |= (1<<0);GPIOA->MODER &= ~(3<<0);GPIOA->PUPDR &= ~(3<<0);
}
按键扫描函数
/***********************************************
*函数名 :key_scan
*函数功能 :按键扫描函数
*函数参数 :无
*函数返回值:u8
*函数描述 :
************************************************/
u8 key_scan(void)
{u8 key = 0xff;static u8 key_flag = 1;//判断按键按下if(KEY && key_flag){delay_ms(15);if(KEY){key = KEY_OK;key_flag = 0;MOTOR_VAL = 1000;timer_buff[3]=0; }}//判断按键抬起if(!KEY){key_flag = 1;}return key;
}
3、串口调试功能
程序设计
串口初始化配置
/***********************************************
*函数名 :usart1_init
*函数功能 :串口1初始化配置
*函数参数 :u32 bps
*函数返回值:无
*函数描述 :USART1_Tx ---------PA9 USART1_Rx ---------PA10
************************************************/
void usart1_init(u32 bps)
{/*IO口控制器配置*///端口时钟使能RCC->AHB1ENR |= (1<<0);//端口模式配置GPIOA->MODER &= ~((3<<18) | (3<<20));GPIOA->MODER |= ((2<<18) | (2<<20));//端口输出类型GPIOA->OTYPER &= ~(1<<9);//端口输出速度GPIOA->OSPEEDR &= ~(3<<18); //2M//上下拉配置GPIOA->PUPDR &= ~((3<<18) | (3<<20));//复用功能配置GPIOA->AFR[1] &= ~(15<<4);GPIOA->AFR[1] |= (7<<4); //PA9配置串口1的发送复用功能GPIOA->AFR[1] &= ~(15<<8);GPIOA->AFR[1] |= (7<<8); //PA10配置串口1的接收复用功能/*串口1控制器配置*///串口时钟使能RCC->APB2ENR |= (1<<4);//CR1USART1->CR1 &= ~(1<<15); //16倍过采样USART1->CR1 &= ~(1<<12); //8位字长USART1->CR1 |= (1<<3) ; //发送使能USART1->CR1 |= (1<<2) ; //接收使能//CR2USART1->CR2 &= ~(3<<12); //1个停止位//BRRUSART1->BRR = 100000000/bps;/*NVIC控制器配置*///优先级分组-----------------------------主函数其他初始化上面//计算优先级编码值u32 pri = NVIC_EncodePriority (5,1,2);//设确定具体中断源NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, pri);//使能NVIC响应通道NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);//串口1空闲中断使能USART1->CR1 |= (1<<4);//串口1接收中断使能USART1->CR1 |= (1<<5);//串口使能USART1->CR1 |= (1<<13);}发送一个字节函数
/***********************************************
*函数名 :usart1_send_byte
*函数功能 :串口1发送一个字节函数
*函数参数 :u8 data
*函数返回值:无
*函数描述 :
************************************************/
void usart1_send_byte(u8 data)
{//等待之前的发送完成(等待转态寄存器的发送完成位置1)while(!(USART1->SR & (1<<6)));// //把要发送的数据赋值给数据寄存器USART1->DR = data;}
发送一个字符串函数
/***********************************************
*函数名 :usart1_send_str
*函数功能 :串口1发送一个字符串函数
*函数参数 :u8 *str
*函数返回值:无
*函数描述 :
************************************************/
void usart1_send_str(u8 *str)
{while(*str != '\0'){//发送字符usart1_send_byte(*str);//下一字符的地址str++;}}中断服务函数
/***********************************************
*函数名 :USART1_IRQHandler
*函数功能 :串口1中断服务函数
*函数参数 :无
*函数返回值:无
*函数描述 :
************************************************/
u8 usart1_buff[10];void USART1_IRQHandler(void)
{u8 data;//判断是接收中断信号触发if(USART1->SR & (1<<5)){//清除中断标志位//紧急事件}//判断是空闲中断信号触发if(USART1->SR & (1<<4)){//清除中断标志位USART1->SR;USART1->DR;//紧急事件}}4、定时器延时和定时器中断
定时器延时用timer11
定时器11没有单次计数配置，只能是循环计数，
等待计数完成后，要关闭定时器。
定时器中断用timer9
注意：
时钟频率
分频
不同的芯片可能没有基本定时器6和7
程序设计
定时器11毫秒延时函数
/***********************************************
*函数名 :tim11_delay_ms
*函数功能 :定时器11延时
*函数参数 :u16 ms
*函数返回值:无
*函数描述 :100MHZ--------------100000/ms10000分频-----------10/ms
************************************************/
void tim11_delay_ms(u16 ms)
{//定时器时钟使能RCC->APB2ENR |= (1<<18);//CR1TIM11->CR1 |= (1<<7); //使能影子寄存器//TIM11->CR1 |= (1<<3); //单次计数模式TIM11->CR1 &= ~(1<<1); //产生更新事件//PSC分频寄存器TIM11->PSC = 10000-1; //10000分频//ARR重载寄存器TIM11->ARR = 10 * ms - 1;//人为产生更新事件UGTIM11->EGR |= (1<<0);//清除状态寄存器更新完成位TIM11->SR &= ~(1<<0);//使能计数器TIM11->CR1 |= (1<<0);//等待计数完成while(!(TIM11->SR & (1<<0)));//关闭定时器TIM11->CR1 &= ~(1<<0);}定时器11微秒延时函数
/***********************************************
*函数名 :TIM11_delay_us
*函数功能 :定时器11延时微秒
*函数参数 :u16 us
*函数返回值:无
*函数描述 :100MHZ--------------100/us50分频-----------2/us
************************************************/
void TIM11_delay_us(u16 us)
{//定时器时钟使能RCC->APB2ENR |= (1<<18);//CR1TIM11->CR1 |= (1<<7); //使能影子寄存器//TIM11->CR1 |= (1<<3); //单次计数模式TIM11->CR1 &= ~(1<<1); //产生更新事件//PSC分频寄存器TIM11->PSC = 50-1; //50分频//ARR重载寄存器TIM11->ARR = 2 * us - 1;//人为产生更新事件UGTIM11->EGR |= (1<<0);//清除状态寄存器更新完成位TIM11->SR &= ~(1<<0);//使能计数器TIM11->CR1 |= (1<<0);//等待计数完成while(!(TIM11->SR & (1<<0)));//关闭定时器TIM11->CR1 &= ~(1<<0);
}定时器9毫秒级定时中断函数
/***********************************************
*函数名 :tim9_interrupt_ms
*函数功能 :定时器9毫秒级定时中断
*函数参数 :u16 ms
*函数返回值:无
*函数描述 :100MHZ--------------100000/ms10000分频-----------10/ms
************************************************/
void tim9_interrupt_ms(u16 ms)
{/*定时器控制器配置*///定时器时钟使能RCC->APB2ENR |= (1<<16);//CR1TIM9->CR1 |= (1<<7); //使能影子寄存器TIM9->CR1 &= ~(1<<3); //循环计数模式TIM9->CR1 &= ~(1<<2); TIM9->CR1 &= ~(1<<1); //PSC 分频TIM9->PSC = 10000-1;//ARRTIM9->ARR = 10 * ms - 1;//EGR UG位，人为产生更新事件 状态寄存器的0号位置1;TIM9->EGR |= (1<<0);//清零状态寄存器TIM9->SR &= ~(1<<0); /*NVIC控制器配置*/ //优先级分组//计算优先级编码值u32 pri = NVIC_EncodePriority (5,1,1);//设确定具体中断源NVIC_SetPriority(TIM1_BRK_TIM9_IRQn, pri);//使能NVIC响应通道NVIC_EnableIRQ(TIM1_BRK_TIM9_IRQn);//DIER 定时中断使能TIM9->DIER |= (1<<0);//定时器使能TIM9->CR1 |= (1<<0);
}5、振动强弱调节
电机变速用PWM
通过查复用表可知：
电机-----PB10--------TIM2_CH3
程序设计
定时器2通道3输出PWM驱动电机函数
/***********************************************
*函数名 :tim2_ch3_pwm_motor
*函数功能 :定时器2通道3驱动PB10,输出PWM
*函数参数 :无
*函数返回值:无
*函数描述 :100MHZ--------------100000/ms-----100/us100分频-----------1/us周期定位1ms PB10
************************************************/
void tim2_ch3_pwm_motor(void)
{/*IO控制器配置*///端口时钟使能RCC->AHB1ENR |= (1<<1);//端口模式配置-------复用模式GPIOB->MODER &= ~(3<<20);GPIOB->MODER |= (2<<20);//输出类型GPIOB->OTYPER &= ~(1<<10);//输出速度GPIOB->OSPEEDR &= ~(3<<20);//上下拉GPIOB->PUPDR &= ~(3<<20);//复用功能寄存器GPIOB->AFR[1] &= ~(15<<8);GPIOB->AFR[1] |= (1<<8);/*通用定时器控制器配置*///定时器时钟使能RCC->APB1ENR |= (1<<0);//CR1TIM2->CR1 |= (1<<7); //重载的影子寄存器TIM2->CR1 &= ~(3<<5); //边沿对齐计数模式TIM2->CR1 &= ~(1<<4); //递增计数TIM2->CR1 &= ~(1<<3); //连续模式TIM2->CR1 &= ~(1<<2);TIM2->CR1 &= ~(1<<1);//SMCRTIM2->SMCR &= ~(7<<0); //选择内部时钟//CCMRxTIM2->CCMR2 &= ~(3<<0); //把通道3定位输出通道TIM2->CCMR2 |= (1<<3); //比较寄存器影子TIM2->CCMR2 &= ~(7<<4);TIM2->CCMR2 |= (6<<4); //PWM1//CCERTIM2->CCER &= ~(1<<9); //高电平为有效电平//PSCTIM2->PSC = 100-1;//ARRTIM2->ARR = 1000-1;//CCRxTIM2->CCR3 = 0;//EGRTIM2->EGR |= (1<<0); //人为产生更新事件//通道3打开TIM2->CCER |= (1<<8);//定时器使能TIM2->CR1 |= (1<<0);
}6、万年历
时钟源 外部低速时钟 32.768KHZ
内部低速时钟 32KHZ
程序设计
RTC初始化配置
/***********************************************
*函数名 :RTC_init
*函数功能 :RTC初始化配置
*函数参数 :无
*函数返回值:无
*函数描述 :
************************************************/
void RTC_init(RTC_t time)
{/*解除RTC和相关寄存器保护*///使能电源控制器时钟RCC->APB1ENR |= (1<<28);//PWR->CR 的DBP位写1解除RTC控制器保护 PWR->CR |= (1<<8);//秘钥寄存器写入值,解除RTC相关寄存器保护RTC->WPR = 0xca;RTC->WPR = 0x53;/*RTC时钟源设置*///使能内部低速震荡器RCC->CSR |= (1<<0);//等待内部部振荡器就绪while(!(RCC->CSR & (1<<1)));//选择内部低速时钟源RCC->BDCR |= (2<<8);//使能RTC时钟RCC->BDCR |= (1<<15);/*RTC相关寄存器*///CRRTC->CR &= ~(1<<6); //24hRTC->CR &= ~(1<<5); //开影子寄存器RTC->WPR = 0xff;/*设置初始时间*/if(RTC->BKP0R != 500){RTC->BKP0R = 500;set_time(time);}}
设置时间函数
/***********************************************
*函数名 :in_dec_out_bcd
*函数功能 :将十进制数据转换成BCD码形式
*函数参数 :u8 dec
*函数返回值:u8
*函数描述 :设置时间时候使用
************************************************/
u8 in_dec_out_bcd(u8 dec)
{return ((dec / 10) << 4) | (dec % 10);
}/***********************************************
*函数名 :set_time
*函数功能 :设置时间函数
*函数参数 :RTC_t time
*函数返回值:无
*函数描述 :
************************************************/
void set_time(RTC_t time)
{u32 temp_t = 0;u32 temp_d = 0;//解除寄存器保护RTC->WPR = 0xca;RTC->WPR = 0x53;//让日历进入初始化模式RTC->ISR |= (1<<7);//等待可以更新日历值while(!(RTC->ISR & (1<<6)));//将设置的十进制数据转换成BCD码temp_t = (in_dec_out_bcd(time.h))<<16 |(in_dec_out_bcd(time.m))<<8 |in_dec_out_bcd(time.s);temp_d =(in_dec_out_bcd(time.year-2000))<<16 |(in_dec_out_bcd(time.week))<<13 |(in_dec_out_bcd(time.mon))<<8 |(in_dec_out_bcd(time.day));//设置TR 和 DRRTC->TR = temp_t;RTC->DR = temp_d;//退出初始化模式RTC->ISR &= ~(1<<7);//激活写保护RTC->WPR = 0xff;}获取时间函数
/***********************************************
*函数名 :in_bcd_out_dec
*函数功能 :将BCD码形式数据转换成十进制
*函数参数 :u8 bcd
*函数返回值:u8
*函数描述 :获取时间使用
************************************************/
u8 in_bcd_out_dec(u8 bcd)
{return (bcd >> 4) * 10 + (bcd & 0x0f);
}/***********************************************
*函数名 :get_time
*函数功能 :获取时间函数
*函数参数 :无
*函数返回值:RTC_t
*函数描述 :
************************************************/
RTC_t get_time(void)
{RTC_t t;u32 temp_t = 0;u32 temp_d = 0;//解除寄存器保护RTC->WPR = 0xca;RTC->WPR = 0x53;//ISR寄存器中RSF位0RTC->ISR &= ~(1<<5);//等待同步完成(等待ISR寄存器中RSF位自动变为1)while(!(RTC->ISR & (1<<5)));//读出时间寄存器的值(BCD码)temp_t = RTC->TR;//ISR寄存器中RSF位0RTC->ISR &= ~(1<<5);//等待同步完成(等待ISR寄存器中RSF位自动变为1)while(!(RTC->ISR & (1<<5)));//读出日期寄存器的值(BCD码)temp_d = RTC->DR;//将读出的BCD码转换成十进制形式t.year = in_bcd_out_dec((temp_d & 0xff0000) >> 16) + 2000;t.week = in_bcd_out_dec((temp_d & 0xe000) >> 13);t.mon = in_bcd_out_dec((temp_d & 0x1f00) >> 8);t.day = in_bcd_out_dec((temp_d & 0x3f) >> 0);t.h = in_bcd_out_dec(temp_t >> 16);t.m = in_bcd_out_dec(temp_t >> 8);t.s = in_bcd_out_dec(temp_t >> 0);//激活写保护RTC->WPR = 0xff;//返回结构体变量return t;
}7、五方向按键
1、原理及分析
需求:
五方向的按键扫描函数
分析:
垂直按键不参与ADC控制
其他四方向的原理：通过ADC转换得到不同的份数，每份份数代表着不同的方向
通过原理图用到的是PA3
通过查表知道用到ADC1的通道3
四个按键方向接在ADC1的3号通道上,不同的方向接了不同的电阻,不同的按键方向就会体现不同的电压值,不同电压值通过AD转换,就会体现出不同的份数.不同的份数就可以识别不同方向的按键.
2、程序设计
设计ADC相关程序
ADC的配置方式有两种：中断的方式获取数据、查询等待的方式获取数据
查询等待的方式：
ADC初始化配置函数
/***********************************************
*函数名 :adc1_ch3_Init
*函数功能 :ADC1通道3
*函数参数 :无
*函数返回值:无
*函数描述 :PA3-----ADC1_CH3------四方向按键
************************************************/
void adc1_ch3_Init(void)
{/*IO口控制器配置*///端口时钟使能RCC->AHB1ENR |= (1<<0);GPIOA->MODER &= ~(3<<6);GPIOA->MODER |= (3<<6); //模拟模式/*ADC控制器配置*///ADC控制器时钟使能RCC->APB2ENR |= (1<<8);//CR1ADC1->CR1 &= ~(3<<24); //精度12位ADC1->CR1 |= (1<<8); //扫描模式//CR2ADC1->CR2 &= ~(1<<11); //右对齐ADC1->CR2 |= (1<<10); //每个转换完成标志位就置1ADC1->CR2 &= ~(1<<1); //单次//SMPRADC1->SMPR2 |= (7<<9); //通道3,480个周期//SQR1ADC1->SQR1 &= ~(0xf<<20); //一共有一个转换 //SQR3ADC1->SQR3 &= ~(0x1f<<0);ADC1->SQR3 |= (3<<0); //第一个转换是3号通道//CCRADC->CCR &= ~(3<<16);ADC->CCR |= (1<<16); //4分频//ADC使能ADC1->CR2 |= (1<<0);
}获取转换数据函数
/***********************************************
*函数名 :get_adc1_data
*函数功能 :获取adc1的转换数据
*函数参数 :无
*函数返回值:u16
*函数描述 :PA3-----ADC1_CH3------四方向按键
************************************************/
u16 get_adc1_data(void)
{u16 data;//开始转换ADC1->CR2 |= (1<<30);//等待转换完成 while(!(ADC1->SR & (1<<1)));//获取转换数据到变量data = ADC1->DR;//返回转换值return data;
}
通过调用ADC的获取函数，再通过测试按键，得到不同方向的份数值
KEY_UP 1000~1100
KEY_Down 1300~1400
KEY_L >=4000
KEY_R 2000~2100
设计四方向按键相关程序
四方向按键扫描函数
/***********************************************
*函数名 :fun_key_init
*函数功能 :五方向按键初始化
*函数参数 :无
*函数返回值:无
*函数描述 :
************************************************/
void fun_key_init(void)
{key_init();adc1_ch3_Init();
}/***********************************************
*函数名 :fun_key_scan
*函数功能 :五方向按键扫描函数
*函数参数 :无
*函数返回值:u8
*函数描述 :
************************************************/
u8 fun_key_scan(void)
{u16 data;u8 key_data = 0xff;static u8 adc_flag = 1;//四方向按键data = get_adc1_data();if(adc_flag && data >= 1000 && data <= 1100 ) //UP{adc_flag = 0;key_data = KEY_UP;}else if(adc_flag && data >= 1300 && data <= 1400) //Down{adc_flag = 0;key_data = KEY_Down;}else if(adc_flag && data > 4000) //left{adc_flag = 0;key_data = KEY_Left;}else if(adc_flag && data >= 2000 && data <= 2100) //right{adc_flag = 0;key_data = KEY_Right;}if(data < 20){//解锁标志位adc_flag = 1;}return key_data;
}
结合垂直按键写出五方向按键扫描函数
/***********************************************
*函数名 :fun_key_scan
*函数功能 :五方向按键扫描函数
*函数参数 :无
*函数返回值:u8
*函数描述 :
************************************************/
u8 fun_key_scan(void)
{u16 data;u8 key_data = 0xff;static u8 adc_flag = 1;//垂直按键key_data = key_scan();//四方向按键data = get_adc1_data();if(adc_flag && data >= 1000 && data <= 1100 ) //UP{adc_flag = 0;key_data = KEY_UP;}else if(adc_flag && data >= 1300 && data <= 1400) //Down{adc_flag = 0;key_data = KEY_Down;}else if(adc_flag && data > 4000) //left{adc_flag = 0;key_data = KEY_Left;}else if(adc_flag && data >= 2000 && data <= 2100) //right{adc_flag = 0;key_data = KEY_Right;}if(data < 20){//解锁标志位adc_flag = 1;}return key_data;
}
若想要实现，按住不抬起能每隔一秒返回一次键值？
利用定时中断,超时检测1S解锁一次标志位
u8 fun_key_scan(void)
{u16 data;u8 key_data = 0xff;static u8 adc_flag = 1;//垂直按键key_data = key_scan();//四方向按键data = get_adc1_data();if(adc_flag && data >= 1000 && data <= 1100 ) //UP{adc_flag = 0;key_data = KEY_UP;timer_buff[3]=0; //开始1s计时MOTOR_VAL = 1000;}else if(adc_flag && data >= 1300 && data <= 1400) //Down{adc_flag = 0;key_data = KEY_Down;timer_buff[3]=0; //开始1s计时MOTOR_VAL = 1000;}else if(adc_flag && data > 4000) //left{adc_flag = 0;key_data = KEY_Left;timer_buff[3]=0; //开始1s计时MOTOR_VAL = 1000;}else if(adc_flag && data >= 2000 && data <= 2100) //right{adc_flag = 0;key_data = KEY_Right;timer_buff[3]=0; //开始1s计时MOTOR_VAL = 1000;}if(data < 20 || timer_buff[3]==1000){//解锁标志位adc_flag = 1;}return key_data;
}