前言
上一节，我们完成了STM32物联网套件中STM32单片机开发环境的搭建，本节我们正式学习STM32单片机，编程语言的学习，通常是从第一个"hello world"开始，而点灯实验便是单片机学习的开始。
一、基础知识
1. STM32物联网套件简介
STM32物联网套件目前有两个版本：基本版和高级版，后续会增加应用版本和语音版，核心板均采用STM32F103C8T6核心板，基础版主要元器件如下所示：
高级版版主要元器件如下所示：
STM32物联网套件致力于带领大家入门物联网，不仅是带领大家开发STM32，也一起玩转微信小程序开发、物联网服务器后台开发，真正做到了解一个物联网项目的方方面面，基于此，我们定制了一套通用的WIFI通讯协议(可以理解为类似AT指令，不过集成度更高，几条指令就可以直连接云平台)，如三条指令连接腾讯云实例。
后续我们会继续增加涂鸦智能、电信云、移动Onenet、阿里云等主流云平台的支持，力争做到，一套STM32代码，通过定制的WIFI模块可以连接到不同的云平台，也欢迎有产品开发需求的朋友私聊我们咨询、定制物联网方案！
2. STM32最小系统简介
一个最小的STM32系统,需要有单片机、电源电路、晶振电路、复位电路、启动电路、调试电路组成,这几部分存在就可以使STM32正常工作。
(1) STM32F103C8T6
ARM的Cortex-M3处理器是最新一代的嵌入式ARM处理器，它为实现MCU的需要提供了低成本的平台、缩减的引脚数目、降低的系统功耗，同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。
ARM的Cortex-M3是32位的RISC处理器，提供额外的代码效率，在通常8和16位系统的存储空间上发挥了ARM内核的高性能。
(2) 电源电路
和STC89C52单片机5V供电不同，STM32需要3.3V电压供电，直接输入的电压不太稳定性，需要电路稳压，同时点亮LED1，可以通过LED1的亮灭初步观察系统运行情况，正常运行情况，LED1常亮。
使用稳压芯片，将USB输入的5V电压转换为STM32需要的3.3V电压
LED1电路如下，插上Micro USB线后即可点亮
(3) 复位电路
单片机有一个RESET引脚，只需要将此引脚保持一段时间低电平即可复位STM32单片机，当按键按下瞬间，RESET电平为低电平，复位STM32单片机，之后C2开始充电，C2电源不断上升，R2两端电压不断下降，当C2两端电压达到3.3V时，充电结束，此时RESET引脚变为高电平，单片机进入正常工作状态，复位完成。
注意：51单片机是高电平复位，STM32是低电平复位
(4) 晶振电路
上图中有两个晶振，一个是8MHz，另一个是32.768KHz，8M晶振的作用是为最小系统提供最基本的时钟信号，方便倍频，一般STM32F103系列正常使用过程需要倍频到72MHz。32.768KHZ晶振经过15次分频后可以得到1HZ的频率(原因是32768 = 2^15)，可以实现精准定时，用于精准计时电路，比如作为万年历。
(5) boot启动电路
启动方式如下表所示：
(5) 调试接口电路
本系列教程使用STM32F103C8T6核心板，其调试接口电路采用JLink SWD方式进行
3.LED灯发光原理
LED灯中有电流通过时候，将点亮LED灯，单片机系统中，常见的LED灯如下所示，其中长的引脚一端为正极，短的为负极。
那么问题来了，如何让LED中有电流通过呢？电流到多少才能点亮LED呢？我们先看下实际电路设计中常用的LED设计电路
上图中LED１左边接入电源正极、右边接入负极，电流方能通过点亮LED，此时LED电阻几乎为０，如果电源接反方向了，LED产生很大电阻，阻止电流通过，此时，不能LED不能点亮，一般而言LED正向接入电源，保证通过LED中的电流为２０ｍＡ左右即可点亮LED。
4.设计LED驱动电路
上图中PB12端口连接单片机PB12引脚，只需要控制单片机给低电平即可点亮LED。
实物图如下：
二、实例
1. 新建工程
使用STM32CubeMX创建一个新的工程,参考上节配置方式，设置RCC和PB12 PB13 PB14引脚输出
进入Clock configuration页面，选择HSE时钟源，倍频后主时钟为72MHz
切换到Project Manager栏目，设置工程名字、工程保存目录、工具链等信息，具参数如下图所示
点击左边栏目Code Generator，然后勾选Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per peripheral，勾选此选项，外设将单独保存在一个文件中，而不是全部都在main.c中。
然后打开1.Led.uvprojx工程
打开后工程如下
可以看到多了一个gpio.c文件，main.c中MX_GPIO_Init()便是调用的gpio.c中的文件，其函数声明在gpio.h中
2. GPIO函数说明
(1) 首先查看下gpio.c中MX_GPIO_Init()函数
/** Configure pins as
* Analog
* Input
* Output
* EVENT_OUT
* EXTI
*/
void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {
0};
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);
/*Configure GPIO pin : PC13 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
/*Configure GPIO pin : PB12 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}
在GPIO初始化函数中，首先使能GPIOB时钟，然后初始化PB12 PB13 PB14，初始化函数用到了GPIO_InitTypeDef定义的GPIO_InitStruct,我们接下来看看GPIO_InitTypeDef结构
typedef struct
{
uint32_t Pin; /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */
uint32_t Mode; /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.
This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */
uint32_t Pull; /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.
This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */
uint32_t Speed; /*!< Specifies the speed for the selected pins.
This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */
} GPIO_InitTypeDef;
其中Pin表示需要操作的GPIO引脚,GPIO_PIN_All表示选择该端口所有引脚GPIO_PIN_0~GPIO_PIN_15
Mode 用以设置选中管脚的工作状态
Pull表示引脚下拉或上拉设置
Speed引脚驱动速率设置
3. 修改程序
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
* <h2><center>© Copyright (c) 2020 STMicroelectronics.
* All rights reserved.</center></h2>
*
* This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
* the "License"; You may not use this file except in compliance with the
* License. You may obtain a copy of the License at:
* opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(1000);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {
0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {
0};
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_BYPASS;
RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
三、下载运行
按照上一节方式给核心板下载程序，然后将核心板直插到底板上面，可以看到红色LED灯在交替闪烁。
四、小结
如您在使用过程中有任何问题，请加QQ群进一步交流。
QQ交流群：906015840 (备注：物联网项目交流)
源码获取：关注公众号，回复stm32_hal获取资料
硬件获取：某宝搜索小驿物联
小驿物联出品：如果决定要出发，就不要把时间浪费在犹豫上！
转载：https://blog.csdn.net/weixin_45006076/article/details/109008161