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1. 実験原理
2. 原則
三、ウォーターランプを実現するC言語
4. まとめ
5. 参考文献

1. 実験原理

1. STM32F103C8T6 の概要

STM32F103C8T6 は、STMicroelectronics (ST) が発売した ARM Cortex-M コア STM32 シリーズをベースとした 32 ビットマイクロコントローラであり、ハードウェアは LQFP48 にパッケージ化されており、ST マイクロコントローラの STM32 シリーズに属します。プログラムメモリ容量は64KB、必要電圧は2V～3.6V、動作温度は-40℃～85℃です。

カーネル	コーテックス-M3
閃光	64K×8ビット
SRAM	20K×8ビット
GPIO	37 個の GPIO、それぞれ PA0 ～ PA15、PB0 ～ PB15、PC13 ～ PC15、PD0 ～ PD1
ADC	2 12bit ADC 合計 12 チャネル (外部チャネル: PA0 ～ PA7+PB0 ～ PB1、内部チャネル:)
タイマー	1. 4 つの 16 ビットタイマー/カウンター、それぞれ TIM1、TIM2、TM4 デッドゾーン挿入付き TM1、PWM 制御モーターの生成によく使用されます
通信シリアルポート	2IIC、2SPI、3USART、1CAN

2. アドレスマッピング

M3 メモリマッピング

LED ライトプログラムのマクロ定義は次のとおりです。

#define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000)

PERIPH_BASE ペリフェラルベースアドレス: stm32 は 32 ビットであるため、マクロは 0x40000000 に展開され、uint32_t に変換されます。
APB2PERIPH_BASE バスベースアドレス: マクロは PERIPH_BASE にオフセットアドレス 0x10000 を加えたものに展開されます。

2. レジスタのアドレス指定

GPIOB ベースアドレス
GPIOB 関連のレジスタはすべて、0x4001 0C00 ～ 0x4001 0FFF の範囲内にあります。
ポート入力レジスタのアドレスオフセット
格納データの場所: 0X40010C00+0X0x =
アドレス: GPIOC_BASE +0x0x
データ
アドレスマッピング

GPIO_TypeDef * GPIOx; //定义一个 GPIO_TypeDef 型结构体指针 GPIOx
GPIOx = GPIOA; //把指针地址设置为宏 GPIOA 地址
GPIOx->CRL = 0xffffffff; //通过指针访问并修改 GPIOA_CRL 寄存器

3. レジスタマッピング

アドレスが割り当てられた特定の関数でメモリユニットをエイリアスするプロセス (メモリマッピングによって実装される) は、レジスタマッピングと呼ばれます。
GPIOA->CRL=0x0000 0000, GPIOA の CRL レジスタが配置されているストレージユニットに 16 進数 0 が割り当てられていることを示します。これはメモリレベルのマッピングであり、ペリフェラル
ベースアドレスは 0x40000000 にマッピングされます。上の図に。

#define PERIPH_BASE      ((uint32_t)0x40000000)

ここで、ペリフェラルのベースアドレスは、APB2 バスの対応するペリフェラル領域に対して、アドレスオフセット 0x10000 だけオフセットされます。

#define APB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x10000)

ここで、APB2 ペリフェラルベースアドレスは 0x0800 のアドレスオフセットによってオフセットされ、そのオフセットは GPIOA の対応する領域にオフセットされます。

#define GPIOA_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)

4. GPIOポートの初期化設定

1. クロック構成

理由: stm32 は電力消費が強力で多くのことができますが、同時に電力消費が深刻になるため、この方法により電力消費が削減され、より長く使用できます。
クロック制御名は RCC と呼ばれ、AHB バスに属します。GPIOB は APB2 に属します。
ここに画像の説明を挿入

GPIO 入力モード: 入力フローティング、入力プルアップ、入力プルダウン、アナログ入力;
出力モード: オープンドレイン出力、オープンドレイン多重化出力、プッシュプル出力、プッシュプル多重化出力。

2. 入出力モード

入力モード
フローティング入力モード:フローティング入力状態では、IO のレベル状態は完全に外部入力によって決まり、端子が停止している場合、ポートのレベル状態は不定になります。KEYキー認識が可能。
プルアップおよびプルダウン入力モード:内部にプルアップおよびプルダウン抵抗があり、外部回路が Low の場合、IO ポートはプルダウンモードに設定され、外部回路が Low の場合、IO ポートはプルダウンモードに設定されます。プルアップモードに設定されています。
アナログ入力モード:干渉を防ぐために内部 ADC 入力または DAC 出力として使用されます。
出力モード
プッシュプル出力モード：（最も一般的に使用される）
オープンドレイン出力モード：（一般的には使用されない）
プッシュプル、オープンドレイン多重化モード

3. 最大レートの設定

4.GPIOの初期化手順

GPIOxポートのクロックを有効にする
GPIOx ポートのどのビット、このビットの速度とモードを示します
GPIOx 初期化関数を呼び出して初期化します。
GPIO-SetBits 関数を呼び出して、対応するビットを設定します。

2. 原則

1. STM32 開発ボードには多くのレジスタが含まれており、水ランプの動作を実現するには、対応するピンを操作し、クロックイネーブル設定、ポート設定 (High または Low) レジスタ設定、およびポート出力レジスタ設定を実行する必要があります。対応するピン。

クロックイネーブルを設定する
設定ポートの設定
ポート出力レジスタの構成
書き込みプログラム
走る

2. 水ランプの動作用のピンは GPIO ポートにあります。AHBバスには RCC クロック制御が含まれており、GPIO は APB2 に属します。使用されるポートのリセットと時間制御は RCC
ここに画像の説明を挿入
3 によって制御されます。レジスタ開始アドレステーブル、RCC アドレス範囲のクエリ、制御されるレジスタは APB2 にあります。

4. ペリフェラルクロックイネーブルレジスタ、オフセットを 0x18、開始アドレス 0x4002 1000、レジスタアドレスは 0x4002 1018 に
ここに画像の説明を挿入
設定します。 5. マニュアル RCC_APB2ENR、ビット 3 は IOPBEN、名前は IO ポート B クロックイネーブルです。これが必要なものです。RCC_APB2ENR のビット 3 を 1 に割り当てると、GPIOB クロックがオンになります。

#define RCC_AP2ENR	*((unsigned volatile int*)0x40021018) #时钟使能寄存器
RCC_AP2ENR|=1<<2;

6. ポート設定レジスタ (4 ビットごとにポートを設定)

ピンを決める
ポート構成下位レジスタ (CRL)オフセットアドレス 0x00

ここに画像の説明を挿入

ポートコンフィギュレーション上位レジスタ (CRH)オフセットアドレス 0x04

7. 対応するポートコンフィギュレータ GPIOA_CRL アドレスは、GPIOA のベースアドレス + 上位オフセットです。
プッシュプル出力を設定し、最大速度を 2Mhz に設定します。

#define GPIOA_CRL	*((unsigned volatile int*)0x40010800)
GPIOA_CRL=0x20000000;		//PA7推挽输出，2Mhz

8. LED を点灯し、ローレベルを出力するようにポート出力レジスタを設定します。アドレスのオフセットは 0x0C なので、このデータレジスタのアドレスは0x4001 0C0Cとなり、8 番目のビットに 0 を書き込むだけです。デフォルトは 0 で、高電圧の割り当ては 1 です。
ここに画像の説明を挿入
シフト動作:

#define	GPIOA_ORD	*((unsigned volatile int*)0x4001080C)
GPIOA_ORD|=1<<7;			//设置初始灯为亮

9. 流水ランプを実現するには、ランプの数を増やし、遅延を追加するだけです。

三、ウォーターランプを実現するC言語

1. プロジェクトを作成します
ここに画像の説明を挿入

2. STM32F103C8 開発ボードを選択します。
次のポップアップウィンドウが表示された場合は、選択せずに取り消し線を引いてください。

3. [Sources Group 1] を右クリックし、図に示す領域をクリックします。
ここに画像の説明を挿入
4. c ファイルを追加し、main という名前を付けて、[追加] をクリックします。

5. 出力で [create hex file] を選択します。
ここに画像の説明を挿入
6. 標準ライブラリのスタートアップファイルをプロジェクトパスにコピーします。

7. [Source Group 1] を右クリックし、下図の領域をクリックします。

8. コードを記述します
main.c に関数を記述します。


#define GPIOB_BASE 0x40010C00
#define GPIOC_BASE 0x40011000
#define GPIOA_BASE 0x40010800

#define RCC_APB2ENR (*(unsigned int *)0x40021018)

#define GPIOB_CRH (*(unsigned int *)0x40010C04)
#define GPIOC_CRH (*(unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOA_CRL (*(unsigned int *)0x40010800)

#define GPIOB_ODR (*(unsigned int *)0x40010C0C)
#define GPIOC_ODR (*(unsigned int *)0x4001100C)
#define GPIOA_ODR (*(unsigned int *)0x4001080C)
	


void SystemInit(void);
void Delay_ms(volatile  unsigned  int);
void A_LED_LIGHT(void);
void B_LED_LIGHT(void);
void C_LED_LIGHT(void);
void Delay_ms( volatile  unsigned  int  t)
{
    
    
     unsigned  int  i;
     while(t--)
         for (i=0;i<800;i++);
}

void A_LED_LIGHT(){
    
    
	GPIOA_ODR=0x0<<4;		//PA4低电平
	GPIOB_ODR=0x1<<9;		//PB9高电平
	GPIOC_ODR=0x1<<15;		//PC15高电平
}
void B_LED_LIGHT(){
    
    
	GPIOA_ODR=0x1<<4;		//PA4高电平
	GPIOB_ODR=0x0<<9;		//PB9低电平
	GPIOC_ODR=0x1<<15;		//PC15高电平
}
void C_LED_LIGHT(){
    
    
	GPIOA_ODR=0x1<<4;		//PA4高电平
	GPIOB_ODR=0x1<<9;		//PB9高电平
	GPIOC_ODR=0x0<<15;		//PC15低电平	
}

int main(){
    
    
	int j=100;
	// 开启时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<3); // 开启 GPIOB 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<4); // 开启 GPIOC 时钟
	RCC_APB2ENR |= (1<<2); // 开启 GPIOA 时钟
	
	
	// 设置 GPIO 为推挽输出
	GPIOB_CRH&= 0xffffff0f;	//设置位 清零		
	GPIOB_CRH|=0x00000020;  //PB9推挽输出

	GPIOC_CRH &= 0x0fffffff; //设置位 清零		
	GPIOC_CRH|=0x30000000;  //PC15推挽输出


	GPIOA_CRL &= 0xfff0ffff; //设置位 清零		
	GPIOA_CRL|=0x00010000; //PA4推挽输出

	// 3个LED初始化为不亮（即高点位）
	GPIOB_ODR |= (1<<9); 
	GPIOC_ODR |= (1<<15); 
	GPIOA_ODR |= (1<<4);  
	
	while(j){
    
    
		
		B_LED_LIGHT();
		Delay_ms(1000000);

		C_LED_LIGHT();
		Delay_ms(1000000);

		A_LED_LIGHT();
		Delay_ms(1000000);
	}
	
}


void SystemInit(){
    
    
	
}

9. プログラムをコンパイルする
ここに画像の説明を挿入

10. 回路接続
設計したプログラムに従って回路を接続します。
USB to TTL モジュールおよび stm32f103c8t6 接続の場合:
GND — GND
3v3 — 3v3
TXD — A10
RXD — A9

合計回路:
赤—B9
緑—C15
黄—A4
図に示すように:
ここに画像の説明を挿入
コンピューターに接続し、mcuisp を開き、HEX ファイルを stm32f103c8t6 にアップロードします:

書き込み操作の結果:

LEDランプ

4. まとめ

STM32F103 シリーズチップのアドレスマッピングとレジスタマッピングの原理を学習して理解し、GPIO ポート初期化設定の 3 つのステップ (クロック構成、入出力モード設定、最大レート設定) を理解し、STM32F103C8T6 を通じてシンプルなウォーターランプを完成させます。

5. 参考文献

https://blog.csdn.net/qq_47281915/article/details/120812867
https://blog.csdn.net/weixin_47554309/article/details/120810913
https://blog.csdn.net/geek_monkey/article/details/ 86293880
https://blog.csdn.net/geek_monkey/article/details/86291377
https://blog.csdn.net/wangxuznb/article/details/50669333
https://blog.csdn.net/FRIGIDWINTER/article/details /106826511

STM32F103C8T6 は流水ランプを実現します