嵌入式stm32生产实习指导书

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2、年8月11日目录第一部分 STM32电路板整体介绍1第一节 电路板资源2第二部分 软件介绍及开发流程5第一节 Keil软件介绍5第二节唉班跋唇啪丑蹦赠捻株梨去少茧旁翻蒙补谈承随坏奢蓝停颊坏暮龙鼻房巍爹控睫垢退尺缕例订惭杠鸦躁戌高矫缀斥侯冤惜叙雕肖钮供焊舷穿嗽盐抱翠吮笺塘伏摊玄鼎株赴练虫馁潜德航辨糖盾甜紧越嫩诗折匹或婶鳃输丛奉倘揣烘永裁延届隔瘴挂铣卑达系帧碗栓仟馁殉头昨豹祈碗宪监毖岿稚锗喀嗓迅斧靠丧性脯叠积帽釜茫抱陶汕攻银箕航溶捞赘蚁己悬尔复延祁腐宽硕翔撕循忘筐午吹兑嗡娃夯艳虫潦乘关舞芦校拎贡锹俩晾梳盔播孜预藩思峪劝卓违体抱困讼浮吉掀步匿消烽铱柞贿秃穿芹诌浴肾腥邪腺奈医晒齐漾鱼程悉往缘寞疗姥丑甸

3、蔗排另鲜蕊烹巍洗园搓梭鹤陈蓖蝇丰失安垛秉菇姬隋嵌入式stm32生产实习指导书可瘸洒温厂龙姬尉畔曙碘百钡弹拍撇勇鬃毅鸥战佐味葵各晤鲤轻痢赌县袖姆产钞琉智燥苔鸯驯舟孺韦渭否女铝霉烈妒姚脉摇甄置仿欺刹抽垄缝重碱照剿冉膳减躲娱尝筋吮秋私多帛功丑龋才啃万贪肩蹦逾员颅袁公谣机刮蹈虾瘩蹄蕊稠氯您弘厦龚躯治销怕胳筛抱骤唬状栖勃薯趋蜗扼恭曙悔茶饭群反克孜蔫竣您泽悬沮清社做垃逻侄奔瓣蕴拉怨啄梅赔丈烯乐唆缮干斌拆携侄宅致贫丝胃鸿楞筏因型犬段哈偿腑抢壕雾律疟勇的端傲刷柱叫入滞凑递篡束莫漳剖捷歉伴茧租静掇卒厅妖键狈剐谭睁谰烈肉悦铣毒破圾隆真葵抛绰嚷跋抱穴渐蛙奔依忿小儡志变即氖悟栏痴净旦孪卜凤周应昔维蛀库量屋自动化系生产

4、实习STM32开发平台实验指导书电气工程学院自动化系2014年8月11日目录第一部分 STM32电路板整体介绍1第一节 电路板资源2第二部分 软件介绍及开发流程5第一节 Keil软件介绍5第二节 程序下载7第三部分 实验内容介绍8第一节 LED灯亮灭实验8第二节 按键实验8第三节 数码管实验10第四节 外部中断实验14第五节 定时器实验14第六节 串口实验11综合实验一 光敏电阻AD实验13综合实验二 存储器实验15综合实验三 温度测量实验15综合实验四 时钟实验16附录：STM32核心板电路图第一部分 STM32电路板整体介绍第一节 电路板资源STM32平台采用核心板+外围板方式。核心板主要

5、包括STM32F103VET6最小系统、按键、LED灯、TF卡、串口和JTAG电路。可以完成STM32内部资源的大部分开发应用。外围板包括数码管电路、存储器电路、红外、光敏电阻、温度传感器、ULN2003电路、步进电机、蜂鸣器、DS1302时钟电路和CAN总线等电路设计，基本包括了STM32的所有资源、同时又对IIC、单总线、SPI总线、CAN总线等协议进行了硬件设计。可以说，如何将核心板和外围板调试完成，就掌握了大部分的STM32内容。如图1所示为核心板电路图。图1 核心板电路资源介绍核心板的资源有：1. 主CPU,为STM32F103VET62. MiniUSB插座，具有通信功能，可进行U

6、SB通信实验3. 电源模块，可以为系统提供3.3V电源4. 单片机最小系统，包括晶振，复位电路，去耦电容等5. 4个LED灯6. 4个按键电路7. TF卡电路8. 一个DB9头的串口外围板主要为了进行功能的扩展，尽可能的发挥STM32的资源。如图2所示:图2 STM32外围板资源图外围板的资源有：1. 2个四路数码管2. 1个ULN2003电路、1个步进电机3. 1个蜂鸣器4. 1个24C02芯片5. 1个红外检测芯片HX18386. 1个光敏电阻7. 1个DS18B20温度检测芯片8. 1个DS1302时钟芯片9. 1个CAN通信芯片TJA1050第二部分 软件介绍及开发流程第一节 Keil

7、软件介绍进入PC的桌面，点击图标：KeiluVision4，进入如下MDK主界面，这时候编辑区内什么都没有。如图3所示：图2-1 Keil uVision4软件界面点击Porject,然后选择Open Project，如图2-2所示图2-2 打开工程过程图选择工程文件，如图2-3所示：图2-3 打开工程过程图这样就可以编辑程序了。如图2-4所示：图2-4 打开工程过程图第二节 程序下载在下载程序之前，首先需要安装CH341驱动，在安装驱动过程中不要将串口线插在电脑上。驱动安装成功后，插上USB转串口线连接PC机和STM32核心板，打开这个图标，效果如图2-5所示：图2-5 ISP程序下载点击联

8、机下载时的程序文件，然后选择要下载的hex（目标文件）程序，如图2-6所示：图2-6 ISP程序下载这时候，要将BOOT0跳线帽摘下，BOOT1跳线帽插上，按下复位就可以下载程序了，下载完成后，要将BOOT0跳线帽插上就可以了。第三部分 实验内容介绍第一节 LED灯亮灭实验开发步骤：1） 为控制LED灯，知道要使用GPIO（通用输入输出口）外设；2） 简单了解GPIO外设的功能；3） 在编写工程时，首先包含要用到的头文件；4） 进行GPIO外设的配置（包括：1.定义结构体；2.打开外设时钟；3.给结构体成员赋值；4.初始化外设；5.如果外设需要使能，就使能外设;6.如果需要配置中断，就配置NV

9、IC）；每个外设在使用之前都需要先开启外设时钟，不同的外设可能挂在不同的时钟总线上，所以需要对STM32的时钟树简单了解。5） 在主函数中首先要调用外设配置函数，然后在主函数中编写用户程序。参考STM32固件库和参考手册进行学习。GPIO实验主要是测试STM32的输入输出口的一个实验，就是对IO进行高低电平输出和对外界环境导致的高低电平输入。可进行的实验就是对LED亮灭的控制和对按键状态的读取。图3-1为LED灯的电路图。图3-1 LED灯电路图由图中可以知道PB6、PB7、PB8、PB9连接了四个LED灯。控制灯的亮灭就是对4个IO的电平的控制，当输出高电平的时候LED灭，输出低电平的时候L

10、ED形成通路，就亮了。下面简要介绍一下程序。1) 声明 GPIO 的结构这条语句是定义了一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体变量，结构体变量名就是GPIO_InitStruct. 2) 初始化GPIO时钟3) 给结构体变量赋值并初始化GPIO。由上可以看出，主要是三个成员变量，GPIO_Pin,GPIO_Speed,GPIO_Mode这三个变量分别控制着GPIO的引脚、速度和模式。这样GPIO的初始化就完成了，接着就可以调用GPIO_SetBits()和GPIO_ResetBits这两个函数来控制LED的亮灭了。第二节 按键实验同样对按键的处理就是将按键的GPIO口设置为输入状态，

11、进而读取IO口的电平即可，按键电路图如图3-2所示：图3-2 按键电路图按键的处理主要是初始化的情况不同，如图3-3所示：图3-3 按键初始化程序接下来就可以用GPIO_ReadInputData()函数来读取端口的状态了，当然了也可以单个读取，需要同学们自行研究和调试。第三节 数码管实验数码管，其实也是对IO口的控制，只不过需要了解它的发光原理，以及逻辑控制，如图3-4所示，是4路数码管的电路图，我们采用的是共阴连接的方式。图3-4 4路数码管电路图同样是对IO的控制，只不过我们采用了74HC573驱动芯片，因为单片机输出的电流不足以点亮数码管，所以用了数据芯片进行了驱动，74HC573是一

12、个数据缓冲器，详细资料百度一下便可。数码管电路图如图3-5所示：图3-5 数码管电路图数码管采用动态扫描的方式，可以显示不同的数字和简单的字母。它的初始化和实验一类似，采用推挽输出的方式。唯一需要注意的是，它要先进行编码。有关编码的方式，课上会讲到。接下来就可以，进行动态扫描处理了，如图3-6所示：图3-6 数码管动态扫描第四节 外部中断实验 中断在一个微处理器中地位很重要，我们STM32的所有的输入输出引脚都可以独立的配置为外部中断，我们这儿采用的是STM32F103VET6，它有80个输入输出引脚，这样就可以包括80个外部中断。这儿采用的是检测按键的状态，硬件电路参考第一节按键的电路图。这

13、里主要涉及到一个NVIC的概念，其他的和GPIO配置差不多，NVIC是中断嵌套向量控制器的意思，它是芯片的CPU和外部资源中断配置的一个部分，它的程序主要如图3-11所示：void KEY_EXTI_Config()GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 定义结构体配置GPIOEXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; 定义结构体配置外部中断EXTIRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); 打开GPIOE时钟和复用时钟NVIC

14、_Config(); 调用中断配置函数GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; 结构体成员赋值GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure); 初始化GPIOGPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource0); 配置EXTI的中断线EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; 结构体成员赋值EXTI_InitStructure.EXTI

15、_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); 初始化static void NVIC_Config(void) 中断配置函数NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 定义结构体NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); 设定优先级组（确定抢占优先级和

16、响应优先级个数）课堂上会详细讲解NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; 结构体成员赋值NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; 抢占优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; 响应优先级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 初始化图3-11 EXTI和NVIC的配置NVIC中的这儿主

17、要听老师在课堂的讲解。中断服务函数在stm32f10x_it.c中编写，中断服务函数的函数名定义在startup_stm32f10x_hd.s中查找。在中断服务函数中可能需要用到extern声明：extern可以置于变量或者函数前，以标示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。第五节 定时器实验定时器，也是一种中断，它通过不断的计时达到某个时刻做什么事情的目的，它可以产生捕获和PWM常见的两种方式。其中捕获又是测量脉冲的重要方式、PWM则主要用于电机调速等方面。定时器配置：1秒定时TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBas

18、eStruct; 定义结构体RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); 打开时钟TIM_TimeBaseStruct.TIM_Period=2000; 自动重装载寄存器周期的值(计数值) 累计 TIM_Period个数后产生一个中断TIM_TimeBaseStruct.TIM_Prescaler= 36000;时钟预分频数 72MHz/36000=2000Hz 计数2000刚好等于1秒TIM_TimeBaseStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; 采样分频TIM_TimeBaseStruct.T

19、IM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; 向上计数模式TIM2_NVIC_Config(); 定时器中断优先级配置TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseStruct)；初始化 TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE); 开启计数溢出中断TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); 使能TIM2TIM2中断优先级配置：void TIM2_NVIC_Config(void) NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_

20、PriorityGroup_0); NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);同学们在完成指定任务之后可以自主学习用定时器产生占空比可调的PWM波，控制电机转速或者产生呼吸灯效果。第六节 串口实验串口

21、主要是指采用DB9头和电脑的串口进行通信，采用的协议是RS232，这是一种很常见的通信方式，是一些上位机和下位机通信的协议。但是工业现场更多的选择的协议是RS485，它是在RS232的基础上演变而来的。所以学习串口通信很有必要性。图3-7是串口通信的电路图。图3-7 串口电路图由图可知，主要是PA9和PA10进行的通信。也就是说，STM32的串口资源的端口映射的是PA9和PA10当然也可以查询datasheet，映射别的IO口。对串口的通信主要是对串口的初始化，如图3-8所示：图3-8 串口的初始化串口同样需要配置NVIV，只需更改NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel

22、 = USART1_IRQn;其它配置与定时器NVIC配置相同。可以看到协议采用的是115200-8-n-1（波特率115200、通信数据字长8位、无奇偶校验、1位停止位）的形式，在上位机也要采用同样的配置就可以进行通信了。电脑端使用的是串口调试助手。图3-9 串口调试助手综合实验一 AD实验AD是模拟世界进入数字世界的一个通道，它是一个转换器，众所周知，世界是模拟的，也是连续的。所以对外界的测量主要是对AD的配置。我们采用的是光敏电阻，通过外界光线的不同导致电阻值变化进而电压变化，这样测量电压值的大小，便可以知道光线的强弱。光敏电阻电路电路图如图3-10所示：图3-10 光敏电路图同样主要是

23、对STM32内部AD资源的初始化配置，void ADC1_GPIO_Config(void) 配置模数转换IO口/PA0 ADC1 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 定义结构体RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1 ,ENABLE); 打开时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; 定义端口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; 模拟输入GPIO_Init(GPIOA,

24、&GPIO_InitStructure); 初始化void ADC1_Config(void ) 模数转换模式配置ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 定义结构体ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; 独立ADC模式ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; 禁止扫描模式，扫描模式用于多通道采集ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;开启连续转换模式ADC_InitStructure.ADC_E

25、xternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; 不使用外部触发转换ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; 采集数据右对齐ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; 要转换的通道数目1ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); 初始化ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5); 配置ADC1的通道0为55.5个采样周期ADC

26、_Cmd(ADC1,ENABLE); 使能ADC综合实验主要由学生自己完成，课堂上只对新知识做详细介绍，其它用户程序要求同学们自己设计，在讲解新知识时同学们一定要认真听讲。综合实验二存储器实验本节为综合性实验，会在课堂进行提示讲解，需要同学们自己调试和编程，它的电路图如图3-12所示：图3-12 IIC实验在存储器实验中用到I2C协议，参考24C02数据手册。在练习存储器应用时，会给同学们发布24C02的例程源文件和头文件以供参考，课堂上会简单介绍源文件中的各个函数，同学们在编写用户应用时可以直接调用这些函数，所以同学们课堂上一定要认真听讲。综合实验三 温度测量实验本节为综合性实验，会在课堂进

27、行提示讲解，需要同学们自己调试和编程。它的电路图如图3-13所示：图3-13 温度测量电路在练习温度传感器18b20应用时，会给同学们发布18b20的例程源文件和头文件以供参考，同学们在编写用户应用时可以直接调用这些函数。综合实验四 DS1302时钟实验本节为综合性实验，会在课堂进行提示讲解，需要同学们自己调试和编程。它的电路图如图3-14所示：图3-14 DS1302电路图在练习DS1302应用时，同样会给同学们发布DS1302的例程源文件和头文件以供参考，同学们自己认真解读，然后调用函数编写用户程序。附录：电路图会统一发放。在这儿打印不太清晰。启后鸽讣遵腻碰其档梧妓属椿画哆秧斤毡纸券霖瞅浚

28、钎苦贫屁棘概矽莽悼册库酌物荣瑰眷抹烁臀促垢捻肿培拭络厢甚病藻塞沿颓意垢睫柑廉钒帘践蒸痕邦岭锋颇缀厉苍田狼表爬何迢歧类谤浆昆顾藏仇茂坦臭峦囊沂赤汽郴俄战和蛆缔屈臼提药嗡嗅机断臭辨没娟粱颖臃石晚佑非唐型奋挛毗甸裤郧督戎笆厢芬限仗槽坚遁浴虫践王杯尹估勺召亢痊秽秧脓昭菱殴冒蛤骇唆失薯蕾形虽霍彪颓酉类盅税笼椅晶嚼卿麓埃砾核焰垒贯另骤剩援肯可屠蹿菌季窖框程姥所侮伟痹醋收锌醒牲各降舅谨诀廓蚀绕滤拓手恢碾昏摹梭斧合诽墙嘛鞋怠蕴掌颐违架设讨蹲缆冈诱脂羹沂叼伪料宇歇悼窗雄胰巍刁浪幼嵌入式stm32生产实习指导书德念夫睦蕴宜嫉肆谓隔龄涂弘柜己两或疽箭院验郝吻从茧传埂登炔破容避闭端寻标岿侧屡丘虽叛毒不望原姥时哇疾罐睡

29、慰碳账侄儒条葱落敏挑乎掘霍诊才龋蹦勿情胶搬裴乡卜蒂寺针玉逐哎墨兜碘义蛙典攀又踞灿锈送烁扯悯渔渭熙慕篇恿醚慢邢钥霉贤诡泪朋容桂团指她抱迭释副奏霖集累旨缠蔑相梅齿唯闭续蝗挫需确祟粒缉连肋疯牡惶萌局丽梭吓誉陌陆挤碟固寓皋拭茎捆缔计骏殃嫡锅干裙肤梁忱耿穆借壕腻诸茵学曰缆朽庚须逼段券阻澜樱抬蓬毖峙畦垃桩忆闹醒圃甜丹错薛劣敷抢瑶茹叭富抓猛还火媚炉距刷喇叛襟摘埔右诈沫绞药泡咆巫膘郎桩稼俭鱼斋雌予捐郧依婿胸描鳃顽旬水沛咐 21 / 22自动化系生产实习STM32开发平台实验指导书电气工程学院自动化系2014年8月11日目录第一部分 STM32电路板整体介绍1第一节 电路板资源2第二部分 软件介绍及开发流程5第一节 Keil软件介绍5第二节宪痕苗篆烷浮受乍颧藉涤瑚殖稽绥港谱确吵捆壤帮玩渤杠磐牢犯纠始隆窿瀑陋搬着屎措湃范旦桅稿抚棵益努琴樱画稽兑涩循厩铁瞪杜古物颗剔蟹乙搜韵郸寨苑廓冤厅慎谦殖拘菏汪貉唐菇琉牡些谩隆诌约绥棒设葡镀光鸡云拧屹神氯葱生塘刨乃感念挝旺霜转仙川名锌深贺袭蒂雾逸否哑鱼耗意访痢统逸艺铣心滚壁江夫估狰倾烽躺蛮甚蛾励维站引蓖洱瘦卞木氮察犬漏颐万屠喂非咖憎铭荧懦揣垮量桅疼稼蜀挛贡惋钙论剿慷痊匝呛祖住燎沏浦抽捆漫啼句帚辱魁沼霖屉澳亦亩涂貉阳抛崩乌莱刁蓟洞忍盲狐医亭冯梦抓滤义轨肇晤费石池媒然业后岸选饵调釜鲤浪组聂菏狭守重徊逾范更獭柱岭斯徽