单片机编程：从点亮LED开始

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能点开这篇文章，想必对单片机不至于一无所知。

所谓单片机，也就是单片微型计算机。可以做一些简单的控制、显示、计算等，配合一些传感器、蓝牙、电机等模块还可以做非常多的东西。电子发烧爱好者如果想做一些小创造，或者本科生需要做一些简单的控制，用单片机是非常方便的。

常用单片机有Arduino单片机、51单片机、STM32单片机。

一般说来，在性能方面STM32>51>Arduino，在价格方面STM32<51

本专栏就是STM32的入门指南。如无意外会一直更新，评论开放，随时可以一起讨论。

笔者非电气相关专业，仅爱好者，也是非常非常新的新手。

如有错误，请指出！我会十分感谢您的指点！

硬件和知识需求

1. C语言编程知识

2. 最基础的数字电路模拟电路知识

3. 一块STM32开发板（本文采用的是STM32F407 YS-F4Pro开发板）

4. 一根配套数据线，用来连接电脑和单片机
   

5. 一台电脑

6. LED灯，面包板，杜邦线（非必需）
   

软件需求

本文采用的是64位Windows10系统电脑，使用软件包括STM32CubeMX、IAR。除了IAR，Keil4、Keil5也是可以的，不过更推荐IAR。需要下载链接、破解方法和配置方法的可私聊。

Keil5图标显示似乎出了些问题= =

这里简要介绍下STM32CubeMX，这是个不大的免费图形化编程程序，它可以在图形化的基础上，生成初始化代码，提供项目给不同的IDE软件，包括但不限于IAR和Keil。非常好用。

STM32编程有三种语言，我们这里采用C语言：

• 汇编语言

• C语言（最常用）

• C++语言

C语言也有不同的方法，寄存器编程、标准库编程和HAL库编程。寄存器编程类似汇编语言，效率高，但繁琐，复杂程序里很麻烦，而标准库是老东西了，已经不维护不更新了，现在官方推广的是HAL库。我这用的也是HAL库。

配置流程

分三步走：

1. STM32CubeMX软件生成初始化程序

2. 在IAR或者Keil中打开初始化程序进行编辑，然后仿真下载程序，也就是俗称的烧写程序到芯片

3. 连接超简单的硬件电路，单片机GPIO口---LED---单片机GND口，最后调试！开亮！要有光！

简陋到一定地步的电路

配置STM32CubeMX

图形化编程真的很happy啊。

首先我们打开软件，点击New Project，也就是新建一个项目。

出现CPU芯片和开发板型号选择界面，这个界面可以搜索得到自己的芯片。

我们在图左侧直接输入自己的芯片，我这里用的是STM32F407IG。

也可以用下面的选项卡，一步步选择自己的芯片型号。

右边会显示搜索结果，鼠标点击选择自己的芯片，如图，笔者的芯片是第二行的，已选择。

再点击Start Project：

点击Datasheet会有芯片信息的PDF这时我们就正式新建了项目了。

简单介绍下此时的界面：

右边红色部分是各种引脚类型设置，默认都是disable，需要的时候再设置。比如说我设置RCC时钟，就要点击RCC，然后选择相应的设置。

蓝色部分就是芯片的各引脚了，黄色引脚是电源引脚，比如VCC之类的，灰色的是没设置过的引脚，浅绿色是特殊功能引脚。如果要设置，直接鼠标左键选择引脚，然后选择设置成不同类型。

黑色部分是不同配置表，我们需要配置前三个表。第四个表是功率计算，一般不需要。

配置pinout表

首先选择自己的需要的输出引脚，用来输出高电平给LED灯。这个界面可以通过鼠标滚轮来放大缩小，按住滚轮或者同时按鼠标左右键来移动图形。

我这里选择的是PE6、PE5和PH9，左键点击之后选择GPIO_Output。也就是普通输出口。

选择之后会变成图2

然后对右边的栏进行设置。如下图。

打开RCC设置，选择外部晶振Crystal/Ceramic Resonator。观察仔细的同学可能就注意到了，此时右边PH0，PH1变成了绿色，不要慌，这是正常的。这俩是接外部晶振的。这里的外部是相对于芯片的外部，不是板子外部，这个东西依然是在开发板的板子上的。

打开SYS设置，点击Debug，选择Serial Wire。这个是用ST-Link仿真调试的时候需要选。

插一句题外话，芯片内部有内置时钟的，但大量工程师经验证明芯片内部的并不够可靠，所以一般STM32工控板都会在芯片之外，加一个精度更高的外部晶振。

外部晶振的频率需自己查询工控板的开发板手册得知，我的截图来自开发板主板原理图，资料可以通过联系商家或者开发工程师获取。

查询资料可知我这里的是外部输入频率8MHz，然后同样查询可知这个芯片的最大频率是128MHz。

记住这两个数字！

配置Clock Configuration表

然后我们在界面左上方，选择Clock Configuration时钟配置表。

按照图片里的数字顺序进行配置。

另外，假如你的外部晶振不是8MHz的话，配置流程一样，但是输入数字不一样，数字需要自己另外计算。

首先你要得到图里黄色部分的最大频率，你的目的就是要让输入的频率，经过一系列乘除操作之后，在黄色部分的结果等于此处的最大频率。

第一个黄色部分的频率也就是芯片最大频率，我这里是168MHz。

右边两个黄色部分的最大频率，软件已经用绿色字体写出。

然后你再进行简单的乘除运算就好。例如我这里的流程是：

8 /8 *336 /2 =168

这里除以8是为了让得数为1

168 /1 /4 = 42

168 /1 /2 = 82

这么一套流程下来，我们就配置好了第二个表。

一般来说，这个地方，大部分简单程序都是这样配置的。记住这套操作就行。

配置Configuration表

现在打开第三个配置表：Configuration配置

左边一般来说不用管。

右边会有自己需要配置的东西。

我们点亮智慧的LED灯只需要配置GPIO口就好。

所以点击上图里的红色按钮，弹出界面，按照下图配置每一行：

我选择了三个引脚做GPIO口输出，所以这里就有三行，分别对应PE5、PE6、PH9三个引脚。

选择一行或多行，可以看到配置的具体选项。

逐一说明一下：

GPIO output level：这个很简单，High就是高电平输出，Low就是低电平输出。

GPIOmode：选择Output Push Pull 我们一般用这个3.3V输出且有电流。

GPIO Pull-Up Pull-Down：一般做输入口的时候才配置。所以我们选择No pull-up and no pull-down，就是啥都不要。

Maximum output speed：根据需要选择高中低最高速，低的话功耗低，我们点灯不需要高速，选Low就好

UserLabel：自己随意添加标识Label，到了C语言里就是一个宏定义。

最后点击Apply，配置任务就大功告成！

STM32CubeMX生成初始化工程文件

点击软件界面最左上角的菜单栏Project

看左上角！左上角！

然后选择Settings，按照图里的顺序进行设置。

第一个蓝色圈是项目名，第二个红色的是项目保存路径。

第三个黑色的就比较重要了！如果你后续用IAR，这里请选择EWARM，用Keil 4就MDK-ARM V4、用Keil 5就MDK-ARM V5，其他软件的话自己百度一下。

上图里的Linker Settings是堆和栈的选择，一般默认就好。

接下来在相同页面选择Code Generator，然后勾选一下图里第二个红线圈的选项。

其他保持默认就行。

激动人心的一步来了。

还是选择菜单栏的Project，点击Generate Code，就生产了初始化程序！

如果需要的话，点击Generate Report，会产生一个说明的PDF文档。

至此初始化程序，大功告成！！！

之后的IAR和Keil工程配置和程序仿真下载，会在篇2里详细说明。

“我是不会鸽的！”

（咕咕咕）

备注：在STM32CubeMX软件的pinout配置表里，左边栏的各引脚和功能对应关系如下：

MiddleWares：第三方高级应用

Peripherals:

• ADC模数转换

• DAC数模转换

• CAN通信

• CRC校验

• DCMI摄像头

• ETH网络功能

• FSMC外部存储器扩展

• I2C通信

• I2S通信

• IWDG独立看门狗

• RCC时钟

• Crystal/CeramicResonator 晶体/陶瓷谐振器 8MHz的晶振 外部的 很准（内部没那么可靠）

  （选择之后PH0 PH1会亮深绿并RCC_OSC_IN RCC_OSC_OUT）(看开发板原理图

• LSE低速时钟（需要RTC时要选中）

• HSE高速时钟

• RNG随机数

• RTC实时时钟

• SDI读Sd卡

• SPI接口

• SYS系统相关

• ST-Link仿真器的话需要选择Debug:Serial Wire

• TIM一共14个定时器

• UART串口

• WWDG窗口看门狗

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