2015嵌入式应用实验讲义

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1、嵌入式应用实验讲义适用专业：电子、通讯主讲教师：辽宁大学教务处制二零一五年三月课程简介实验一MDK编程环境4实验二GPIO实验6实验三中断实验7实验四定时器实验10实验五UART实验12实验六ADC与DMA实验14实验七综合实验16头验一 MDK编程环境实验目的及原理学习MDK编程环境的使用方法，熟练掌握使用MDK编程环境建立STM32工程模板、开发STM32应 用程序、通过Jlink编程器调试程序。1概述Keil MDK，也称 MDK-ARM，Realview MDK、I-MDK、uVision4、uVision5 等。目前 Keil MDK 由 三家国内代理商提供技术支持和相关服务。Kei

2、l是德国知名软件公司Keil（现已并入ARM公司）开发的微控制器软件开发平台，是目前ARM 内核单片机开发的主流工具。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大 的仿真调试器在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些功能组合在一起。Keil MDK为基于Cortex-M、Cortex-R4、ARM7、ARM9处理器的设备提供了一个完整的开发环境。 其专为微控制器应用而设计，不仅易学易用，而且功能强大，能够满足大多数苛刻的嵌入式应用。MDK-ARM 有四个可用版本，分别是 MDK-Lite、MDK-Basic、MDK-Standard、MDK-Prof

3、essional。 所有版本均提供一个完善的C / C+开发环境，其中MDK-Professional还包含大量的中间库。2013年10月，正式推出Keil MDK v5，该版本使用uVision5 IDE集成开发环境，是目前针对 ARM微控制器，尤其是ARM Cortex-M内核微控制器最佳的一款集成开发工具。2. MDK功能特点 完美支持Cortex-M、Cortex-R4、ARM7和ARM9系列器件。 行业领先的ARM C/C+编译工具链 确定的Keil RTX，小封装实时操作系统（带源码） “Vision5 IDE集成开发环境，调试器和仿真环境 TCP/IP网络套件提供多种的协议和各种

4、应用 提供带标准驱动类的USB设备和USB主机栈 为带图形用户接口的嵌入式系统提供了完善的GUI库支持 ULINK VVgfrbrpro可实时分析运行中的应用程序，且能记录Cortex-M指令的每一次执行 关于程序运行的完整代码覆盖率信息 执行分析工具和性能分析器可使程序得到最优化11大量的项目例程帮助你快速熟悉MDK-ARM强大的内置特征12符合CMSIS （Cortex微控制器软件接口标准）注意：MDK-Lite（32 KB）版可任意下载使用，不需要序列号或许可密钥。MDK-Lite通过使用一个有 效的产品序列号可以转换成其他MDK-ARM版本。3. MDK参考手册： 神舟王STM32F1

5、03ZET用户手册v2.0（2013年8月）第二、三章 安富莱_STM32开发板（V3专业版）用户手册（V1.4）第三章 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第二、三、四章 STM32最基础模板一如何从零开始新建STM32F407工程模板 原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第三、四章 STM32神舟开发板短视频 安富莱STM32开发板视频教程 启航开发板视频第一讲 战舰STM32开发板基础视频教程二、实验用品及设备STM32F103 开发板，Jlink V8 下载器，PC。三、实验内容及步骤 阅读文档，了解引导代码和固件库的功能和使用方法。 建立STm32工程模板，在工程文件夹

6、下包括以下子文件夹Doc （说明文档）、Libraries （固 件库、引导代码）、Listing（List文件）、Output （输出文件）、Project （工程文件）、User （用户文 件），在MDK中设置相应的路径。了解编译器中宏定义的含义。 在STm32工程中建立以下代码组：STARTUP （引导代码组）、CMSIS （内核代码组）、FWLB （固件库组）、USER （用户代码组）、DOC （说明文档组），将相应的代码文件添加到对应的组中。 应用固件库例程，尝试MDK编译、模拟、仿真、调试等工作方法。 将程序下载到STM32开发板，观察运行现象。四、实验思考题1从STM32固件库的

7、实现原理上思考库到底是什么？为什么要用库？用库与直接配置寄存 器的区别是什么？实验二GPI0实验、实验目的及原理进一步了解STM32的开发环境，掌握STM32固件库的使用方法。熟悉stm32内部结构，掌握 GPIO引脚的工作原理。参考手册: 神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0（2013年8月）第四章 STM32神舟IV号用户手册20140905版5.10 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第五、六、七章 原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第六、七章 启航开发板视频第3讲 战舰STM32开发板基础视频教程实验一、二、三二、实验用品及设备STM32F103 开发板，J

8、link V8 下载器，PC。三、实验内容及步骤根据图1电路，设计流水灯程序，将4个LED 一次点亮；根据图2电路，设计蜂鸣器程序，使蜂鸣器按不同频率鸣响；根据图3电路，设计键盘程序，通过按键控制LED和蜂鸣器工作;LEDLED1R8470LED2 RT1I470LED3 PF9 470LED4 尸讯R1D47DSTM瑟的芯片管脚电源LED灯+OVU28550四、实验思考题 Stm32的引脚重映射功能是什么？如何起作用？怎样进行编程设计？ 如何使用编码（4*4）按键； 如何处理多按键同时触发的情况； 如何处理按键按下时由机械原因产生的电平抖动现象； 如何处理按键长按状态；如果由于按键损坏造成按

9、键长按，赢如何避免系统死机; 如何应用发光LED，产生呼吸灯效果；实验三中断实验、实验目的及原理进一步了解STM32的开发环境，掌握STM32固件库的使用方法。熟悉stm32内部结构，掌握现代电子学实验讲义 STm32中断系统的工作原理和编程方法。参考手册： 神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0（2013年8月）第四章 STM32神舟IV号用户手册20140905版5.10 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第八章 原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第六、七章 启航开发板视频第3讲 战舰STM32开发板基础视频教程实验一、二、三二、实验用品及设备STM32F103

10、开发板，Jlink V8 下载器，PC。三、实验内容及步骤 根据实验二按键电路设计程序，使用中断方式采集按键输入； 通过按键控制LED灯的亮灭和蜂鸣器的鸣响；四、实验思考题为什么要使用中断方式控制按键，有什么优点和缺点？实验四定时器实验、实验目的及原理熟练掌握STM32的开发环境和STM32固件库的使用方法。熟悉stm32内部结构，掌握STm32 SysTick、RTC和定时器的工作原理和编程方法。 区别于SysTick 一般只用于系统时钟的计时,STM32的定时器外设功能强大得超出想像，STM32参 考手册中仅对定时器的介绍就已经占了 100多页。STM32 一共有8个都为16位的定时器。其

11、中TIM6、 TIM7是基本定时器；TIM2、TIM3、TIM4、TIM5是通用定时器；TIM1和TIM8是高级定时器。这些定时器使STM32具有定时、信号的频率测量、信号的PWM测量、PWM输出、三相6步电机控制及编码器接口等功 能，都是专门为工控领域量身定做的。RTC和BKP的关系。参考手册： 神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0（2013年8月）第四章 STM32神舟IV号用户手册20140905版5.10 野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第八章 原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第六、七章 启航开发板视频第3讲 战舰STM32开发板基础视频教程实验一、二、

12、三二、实验用品及设备STM32F103 开发板，Jlink V8 下载器，PC。三、实验内容及步骤 Sys tick时钟：使用中断和查询两种方式应用Sys tick定时，使LED灯以1HZ频率闪烁, 亮与灭的时间比为一比三； RTC时钟：设置系统时间，每次系统复位通过串口或LCD显示一次系统时间； 定时器：完成定时、PWM输出、频率测量等基本功能。四、实验思考题 RTC和BKP的关系。 STM32定时器共有多少种功能。 基本定时器、通用定时器和高级定时器有什么区别。实验五 UART 实验、实验目的及原理熟练掌握STM32的开发环境和STM32固件库的使用方法。熟悉stm32内部结构，掌握STm

13、32 UART的工作原理和编程方法。参考手册:神舟王STM32F103ZET用户手册v2.0（2013年8月）第四章 STM32神舟IV号用户手册20140905版5.10野火零死角玩转STM32-V2基础入门篇第八章原子STM32不完全手册-库函数版本_V3.0第六、七章启航开发板视频第3讲战舰STM32开发板基础视频教程实验一、二、三二、实验用品及设备STM32F103 开发板，Jlink V8 下载器，PC。三、实验内容及步骤 使用查询方式编写USART发送、接收程序。 使用中断方式编写USART发送、接收程序。 使用DMA方式编写USART发送、接收程序。 编写多机通讯程序。a）点对点通讯协议一：AddrA（目的地址1字节）、AddrS（源地址1字节）、Com （命令1 字节）、Len （数据长度1字节）、D0Dn （数据Len个字节）、CRC （校验和1字节）。用 十六进制数发送。b）广播通讯协议二：$ （引导符1字节）、COM （命令n个字节）、St rings （通讯字符 串n字节）、* （结束符1字节）。用ASCII码发送。四、实验思考题 查询、中断、DMA三种方式的优缺点。 两种通讯协议的优缺点