基于STM32F103嵌入式实验指导书

实验一、STM32的开发环境与简单工程一、实验目的1、熟悉STM32开发板的开发环境；2、熟悉MDK创建和配置STM32工程项目的基本流程；3、熟悉STM32官方库的应用；4、规范编程格式。二、实验内容本次实验配置MDK集成开发环境，新建一个简单的工程文件，添加STM32官方库并配置工程，编译运行这个工程文件。下载已经编译好的文件到开发板中运行。学会在程序中设置断点，观察系统内存和变量，为调试应用程序打下基础。三、预备知识基本单片机硬件知识、单片机软件编程语言、程序创建和调试的基本方法。四、实验设备及工具硬件：STM32开发平台软件：STM32官方库；PC机操作系统Windows98、Windows2000或WindowsXP；KEILMDK集成开发环境；串口转usb驱动。五、实验步骤1、在准备存放工程文件的目录下创建一新文件夹，命名为Proj_GPIO；在Proj_GPIO文件夹里面分别再创建四个文件夹：CMSIS、USER、LIB、OBJ。如图1。其中CMSIS（CortexMicrocontrollerSoftwareInterfaceStandard）用于存放Cortex-M处理器系列的与供应商无关的软件抽象层和启动相关的代码文件；USER用于存放我们自己编写的代码文件（含自己移植的底层驱动），还有MDK工程；LIB存放所有的官方底层驱动库文件；OBJ用于工程输出的过程文件和最终的二进制文件。图12、将官方库STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0.rar解压。1）把STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\CoreSupport下的所有文件和STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x下的所有文件都到第一步所创建的CMSIS文件夹中；2）把STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver目录下的文件（目录inc和scr）复制到第一步创建的LIB文件夹中；3)把STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Template目录下的stm32f10x_conf.h、stm32f10x_it.c、stm32f10x_it.h三个文件复制到USER文件夹中。3、打开MDK软件，新建一个工程Proj_GPIO保存到Proj_GPIO/USER中。CPU选择STM32F103ZE，如图2；图24、新建一个空文档main.c保存到USER中，然后根据绝对路径将文件对应添加到工程中，如右图。5、配置工程属性，右键点击工程文件中的Target1选择OptionsforTarget‘Target1’打开工程选项对话框。做如下修改：1）Output选项勾选CreateHEXFile，然后点击SelectFolderforObjects按钮定位输出文件保存目录到工程的OBJ文件；2）Listing选项，同样点击SelectFolderforListings定位输出文件保存目录到工程的OBJ文件；3）C/C++选项，Define中填入STM32F10X_HD,USE_STDPERIPH_DRIVER系统的两个基本宏定义；配置IncludePaths属性，加入工程中包含头文件的目录；如右图4）后面Debug和Utilities两个选项如果使用J-link或者其他调试器则需要做对应的修改，否则不用。6、根据实验任务硬件原理图编写代码实现四个按键控制led灯亮灭。1）其中用户按键和LED原理图如下：图52）根据原理图初始化各IO引脚，编写控制函数，然后主函数中调用。、/**********************************************************************函数名称：io_init*函数功能：初始化PA0PE2PE3PE4为输入口PE5PB5为输出口*参数:无*********************************************************************/voidio_init(){GPIO_InitTypeDefgpin_init_struct;//使能每个IO口的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);gpin_init_struct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;//PA0引脚gpin_init_struct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;//IO速度为2MHzgpin_init_struct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;//下拉模式GPIO_Init(GPIOA,&gpin_init_struct);//A口按键gpin_init_struct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;gpin_init_struct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;gpin_init_struct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB,&gpin_init_struct);//B口led1GPIO_Init(GPIOE,&gpin_init_struct);//E口led2gpin_init_struct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;gpin_init_struct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;gpin_init_struct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//上拉模式GPIO_Init(GPIOE,&gpin_init_struct);//E口按键}3）代码编写完成后编译链接，通过下载软件将hex文件下载到实验板中运行验证。/******************************************************函数名称:key_led*函数功能:根据按键情况控制led灯的亮灭s1s2控制led1；s3s4控制led2*参数:无*其他：其中LED1_ONLED1_OFFLED2_ONLED2_OFF为全局宏定义********************************************************/voidkey_led(){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_4)==0)LED1_ON;if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_3)==0)LED1_OFF;if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_2)==0)LED2_ON;if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==1)LED2_OFF;}#includestm32f10x.h#defineLED2_ONGPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5)#defineLED2_OFFGPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5)#defineLED1_ONGPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5)#defineLED1_OFFGPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5)voidio_init();voidkey_led();intmain(){io_init();while(1){key_led();}}实验二、ucos操作系统的移植一、实验目的1、掌握ucos到STM32的移植方法；2、熟悉通过C语音处理底层寄存器的技巧；3、了解STM32在ucos任务切换时的处理；4、规范编程格式。二、实验内容本次实验通过用C语言编写6个操作系统相关函数和用汇编语言编写4个与处理器相关的函数，将实时操作系统µC/OS-Ⅱ移植到芯片STM32F103ZE中，并创建两个用户任务点亮led。学会操作系统的移植方法，深入掌握嵌入式操作系统µC/OS-Ⅱ在初始化任务和任务调度的实现方法，直观了解实时操作系统的体系结构和设计思想。三、预备知识基本单片机硬件知识、单片机软件编程语言、程序创建和调试的基本方法、ucos操作系统的任务调度原理、STM32的寄存器架构。四、实验设备及工具硬件：STM32开发平台软件：STM32官方库；PC机操作系统Windows98、Windows2000或WindowsXP；KEILMDK集成开发环境；串口转usb驱动。五、实验步骤1、按实验一的步骤新建一个工程Proj2_ucos。2、将移植好的ucos源代码整个拷贝到我们的新建的工程目录中，然后按对应的文件路径添加到keil工程里（os_dbg.c和os_dbg_r.c只添加一个），如图6和图7。图6图73、配置工程相关属性（与实验一库应用配置一样），记得将ucos的头文件路径添加到工程的includepath上面去，找到stm2f10x_it.c的PendSV_Handler函数注释掉，main文件中将includes.h包含进来，主函数为空，编译通过。4、在main.c中建立sys_init()函数编写操作系统运行需要的硬件相关初始化（见代码），然后修改stm32f10x_it.c中的系统心跳中断函数并加入头文件includes.h（见代码，）。5、编写用户任务函数和相关的初始化。/**********************************************************************函数名称：sys_init*函数功能：嵌套向量中断优先级分组，时钟心跳定时初始化1/200s*参数:无*********************************************************************/voidsys_init(){NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);SysTick_Config(SystemCoreClock/200);}/***@briefThisfunctionhandlesSysTickHandler.*@paramNone*@retvalNone*/voidSysTick_Handler(void){OSIntEnter();OSTimeTick();OSIntExit();}/******************************************************函数名称:led_init*函数功能:初始化LED*参数:*其他：********************************************************/voidled_init(){GPIO_InitTypeDefgpin_init_struct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);gpin_init_struct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;gpin_init_struct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;gpin_init_struct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB,&gpin_ini