[ M3 PN ] STM32F10XXX(Cortex-M3) MDK-RAM 点亮流水灯

1 建立工程

根据MDK-RAM建立工程的步骤建立STM32F10_LED新工程。

2 时钟

(1) 时钟信号

时钟信号 (Clock)：时钟信号是提供给同步内存做讯号同步之用，同步记忆体的存取动作必需与时钟信号同步(只有时钟信号到来且存储命令同时到来时 才会发生存取动作)。同步是时钟控制系统中的主要制约条件，同步是指在有效信号沿发生时刻，希望写入单元的数据也有效。数据有效则是指数据量比较稳定（不发生改变），并且只有当输入发生变化时数值才会发生变化。由于组合电路无法实现反馈，所以只要输入量不发生变化，输出最后最终会是一个稳定有效的量。

将时钟信号总结为：同步记忆体只有在时钟信号和存取操作同时到来才会发生存取动作，而且一旦操作发生后会稳定保持存取操作过后的状态。直到新的时钟信号和新的操作来改变上一次得到的稳定状态。

(2) STM32系统时钟

系统时钟SYSCLK是供STM32中绝大部分部件工作的时钟源。SYSCLK可由PLL、HSI或者HSE提供输出，并且它通过AHB分频器分频后送给各模块使用。其中AHB分频器输出的时钟送给5大模块使用：

送给AHB总线、内核、内存和DMA使用的HCLK时钟。
分频后送给STM32芯片的系统定时器时钟。
直接送给Cortex的自由运行时钟FCLK。
送给APB1分频器。经APB1分频器后的一路输出供APB1外设使用(PCLK1)，另一路送给”定时器(Timer)x”倍频器使用。该倍频器选择倍频后的时钟输出供”定时器x”使用。
送给APB2分频器。经APB2分频器后的输出一路供APB2外设使用(PCLK2)，另一路送给“定时器y”倍频器使用。该倍频器选择倍频后的时钟输出供“定时器y”使用。另外，APB2分频器还有一路输出供ADC分频器使用，分频后送给ADC模块使用。[x和y的值具体看参考手册]。

Hclk为优秀的高性能总线（AHB bus peripherals）供给时钟信号（AHB为advanced high-performance bus）。Fclk(free running clock)为供给CPU内核的时钟信号，我们所说的cpu主频为XXXXMHz，就是指的这个时钟信号，相应的，1/Fclk即为cpu时钟周期。Pclk为优秀的高性能外设总线（APBbus
peripherals）供给时钟信号（其中APB为advanced peripherals bus）。

在以上的时钟输出中，有很多是带使能控制的，例如AHB总线时钟、内核时钟、各种APB1外设、APB2外设（如GPIO）时钟等等。当需要使用某模块时，记得一定要先使能对应的时钟。而每个模块对应的时钟源自系统时钟，系统时钟源自时钟源（PLL, HSI, HSE等），所以在使能每个模块的时钟之前其实还需要配置系统时钟，即时钟初始化。

3 编写流水灯程序

编写一个流水灯程序的流程为：

根据原理图确定流水灯模块与STM32F10XXX芯片的连接关系。
根据STM32F10XXX参考手册查看需要配置得相关寄存器。
因为流水灯操作的是GPIO，所以需要使能GPIO模块的时钟。

因为GPIO模块的时钟源自APB2分频器分频后的PCLK2，AHB2分频器的时钟源自AHB分频器分频后的时钟信号，AHB分频器的时钟信号源于系统时钟，系统时钟源自几大时钟源。这就需要初始化时钟。

(1) 时钟初始化

时钟初始化是指配置“系统时钟SYSCLK频率”、“HCLK,PCLK时钟的分频值”。

如果工程中只添加了“启动文件”，添加到工程中的“启动文件”会调用”SystemInit()”及”main()”两个函数。那么我们就需要自己编码实现一个“系统文件”中”SystemInit()”功能的函数，且函数名需要为”SystemInit()”（不修改启动文件的话）。”SystemInit()”函数完成一些系统初始化的操作，其中就包含“时钟的初始化”，它被编写在“系统文件” ” system_stm32f10x.c“中。如果用户要自定义实现，按照功能根据参考手册配置时钟相关寄存器即可实现这些功能。

如果工程中连“启动文件”都没有添加，那么我们就需要自己编码实现“启动文件”和“系统文件”的功能。

如果在工程中添加了“启动文件”和“系统文件”，那么我们只要使能各模块时钟后就可以使用对应的时钟了。

在理清这个路线下的情况下，入门时可在工程中添加“启动文件”和“系统文件”，见MDK-RAM建立工程的步骤。然后直接通过使能的方式使用各模块的时钟。如Cortex-M3的板子的启动文件为”startup_stm32f10x.hds”，在建工程的过程中会提示用户添加，系统文件为”
system_stm32f10x.c”，包含” SystemInit()”函数，在固件库下的CMSIS中可以找到。

(2) 使能GPIO端口时钟

STM32中在使用任何一个外设都必须打开相应的时钟。经“时钟初始化”后，就可以直接使能GPIO时钟了，GPIO属APB2外设使用的是PCLK2（ 查看《参考手册》 ）。从原理图中看出流水灯模块连接到主控芯片的PORTE之上，见下图：



Figure1：Led与STM32芯片的连接关系

从原理图中可以看出来，led与PORTE的PORTE[0…2]引脚连接。故而需要打开PORTE的时钟。

(3) 配置GPIO寄存器设置引脚模式

明确PORTE[0…2]引脚的功能为”输出”。到”STM32F10XXX”参考手册中查看需要操作的寄存器为GPIOE_ CRL，GPIO_BSRR或GPIO_ODR。根据原理图可以看出，当PORTE[0..2]被置低时灯亮。以PORTE[0…2]引脚为对象，根据寄存器的配置需求将“GPIO时钟使能”和“引脚配置的功能”集成在一个函数内：

//LED Init void LedInit(void) { //使能PORTE时钟 RCC->APB2ENR = 1 << 6; //PORTE0~7清0 /设置PORTE[0…2]为输出、最大为10MHZ、通用推免模式 //PORTE[0..7]清0后将PORTE[0…2]拉高，不让灯亮 GPIOE->CRL &= 0x00000000; GPIOE->CRL |= 0x000001 | 0x00000010 | 0x00000100; GPIOE->BSRR &= 0x00000000;// GPIOE->ODR &= 0x00000000; GPIOE->BSRR |= 1 | (1 << 1) | (1 <<2);//GPIOE->ODR |= 1 | (1 << 1)| (1 << 2); }

其中在对PORTE[0..2]引脚置高低电平时通过GPIO_BSRR或者GPIO_ODR寄存器皆可。

(4) 灯闪烁

根据原理图中的电路关系，只要拉低PORTE[0..2]时led就会亮，拉高PORTE[0..2]时led就会灭，而给PORTE[0..2]置高低电平靠配置寄存器来实现。所以，要使led闪烁只需要用逻辑操作对应寄存器即可：

//LED blink void LedBlink(void) { //PORTE[0..2]拉低，led[1..3]亮 GPIOE->BSRR |= (1 << 16) | (1 << 17) | (1<< 18); //GPIOE->ODR &= 0 | (0 << 1) | (0 << 2); Delay(0x3FFFFF); ////PORTE[0..2]灭 GPIOE->BSRR |= 1 | (1 << 1) | (1 << 2); //GPIOE->ODR |= 1 | (1 << 1) | (1 << 2); Delay(0x3FFFFF); }

使Led亮和灭的语句可以被替换为注释的语句，其中Delay()延迟函数为：

//Delay void Delay(__IO uint32_t nCount) { while(nCount--) { } }

(5) 主程序

main()内容如下：

#include <stm32f10x.h> #include <stdio.h> //函数声明 void Delay(__IO uint32_t nCount); void LedBlink(void); void LedInit(void); int main(void) { LedInit(); while(1){ LedBlink(); } }

<stm32f10x.h>为stm32f10xxx系列芯片的头文件，其中定义了时钟、寄存器指针等类型。

(6) 调试运行

如果编译不通过就根据C语言知识和<stm32f10x.h>所规定的数据类型将程序调试正确。如果需要在线调试，就根据MDK-RAM-KEIL J-Link 在线调试进行调试。在keil中LOAD操作，如果没有在Debug中设置下载后就运行程序，则需要将板子重启后程序才会运行程序。

以上程序在吕师兄以STM32F103VC为微控芯片之上的板子的运行结果如下：



Figure2：闪烁的led灯

Practical Note Over.