STM32F103C8T6 学习笔记摘要(三)

第一节 跑马灯实验

1. 了解电路

结构图

说明一下：

  •  那几个LED的引脚线和数码管的是一样的，如果不想让LED亮，就可以把J11的接线帽拔了
  • 这里的引脚是PA0-PA7

原理图 

说明一下：

  • 当J11接线帽盖上时，VCC3.3_LED就会有一个正电压
  • 而我们最终要实现跑马灯效果时，就是指定对应PA0-PA7的引脚上输入低电平，就可以了

 2. 初始化LED

Led.h 

#ifndef _H_LED
#define _H_LED
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"// 初始化LED
void led_init(void);#endif

 Led.c

#include "Led.h"// 封装点亮LED的前2步
void led_init(void)
{//step1: 给APB GPIOA 时钟使能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//step2：将引脚的工作模式 设置为推挽输出50MHZGPIO_InitTypeDef initDef;initDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;// PA0initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);// 设置为高电平-对应LED不亮// PA1initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);// 设置为高电平-对应LED不亮// PA2initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);// 设置为高电平-对应LED不亮// PA3initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);// 设置为高电平-对应LED不亮// PA4initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);// 设置为高电平-对应LED不亮// PA5initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);// 设置为高电平-对应LED不亮// PA6initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);// 设置为高电平-对应LED不亮// PA7initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7);// 设置为高电平-对应LED不亮
}

 3. ledWriteData函数

 led.h

#ifndef _H_LED
#define _H_LED
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"// 初始化LED
void led_init(void);// 对应PA0-7设置为低电平 其他引脚为高电平
void ledWriteData(u8 data);#endif

 led.c

// 对应PA0-7设置为低电平 其他引脚为高电平
void ledWriteData(u8 data)
{// data=1111 1110(第1个led)for(u8 i = 0;i < 8;i++){if(data & 0x01){ // GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0<<i,Bit_SET);// 设置高电平}else{GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0<<i,Bit_RESET);// 设置低电平}data = data >> 1;// data = 0111 111(第8个led)}
}

 

 说明一下：

  • 首先GPIO_Pin_0 到GPIO_Pin_n的地址是有规律的，就是GPIO_Pin_n = GPIO_Pin_0 << n
    • GPIO_Pin_0<<i 表示GPIO_Pin_0 到GPIO_PIn_7

第一次循环：将第1个led设置为低电平

  • data & 0x01 表示1111 1110 & 0000 0001 = 0
    则进入：GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0<<i,Bit_RESET);// 设置低电平
  •  data = data >> 1;// data = 0111 111(第8个led)

 第二次循环：将第8个led设置为高电平

  • data & 0x01 表示0111 1111 & 0000 0001 = 1
    则进入：GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0<<i,Bit_SET);// 设置高电平
  •  data = data >> 1;// data = 1011 1111(第7个led)

依次类推，第7个 第6个led都将设置为高电平

4. main函数

#include "stm32f10x.h"
#include "Led.h"
#include "systick.h"
int main()
{SysTick_Init(72);//1.初始化ledled_init();u8 i = 0;while(1){// 设置第1个为低电平 其他为高电平ledWriteData(~(0x01<<i));i++;if(i>7){i=0;}// 定时delay_ms(100);}//return 0;
}

第二节 蜂鸣器实验

1. 了解电路

结构图

原理图 

2. beep.h

#ifndef _H_BEEP
#define _H_BEEP
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"
#include "systick.h"// 位带操作-PB0
#define BEEP PBout(0)// 初始化LED
void beep_init(void);// time持续时间 us延迟时间
void beep_active(u16 time,u8 us);#endif

说明一下：

  • #define BEEP PBout(0)，这里使用了位带操作，方便后面将其设置为低电平 

3. beep.c

#include "beep.h"// 初始化LED
void beep_init(void)
{// PB0// 开启时钟始能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);// 设置工作模式GPIO_InitTypeDef initdef;initdef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;initdef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;initdef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB,&initdef);// 设置为高电平GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);}// time持续时间 us延迟时间
void beep_active(u16 time,u8 us)
{while(time--){BEEP=!BEEP;delay_us(us);}
}

4. main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "beep.h"
#include "systick.h"int main()
{SysTick_Init(72);// 1. 初始化蜂鸣器beep_init();while(1){// 2. 活跃蜂鸣器beep_active(100,100);delay_ms(200);}
}

第三节 数码管实验

1. 数码管简介

        数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管也称LED数码管，不同行业人士对数码管的称呼不一样，其实都是同样的产品。数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点（DP），这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容；按能显示多少个（8）可分为 1 位、 2 位、3 位、4 位、5位、6 位、7 位等数码管。按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。

2. 数码管显示原理

共阴极时，高电平，亮，而共阳极反之

 

         从上图可看出，一位数码管的引脚是 10 个，显示一个8 字需要7 个小段，另外还有一个小数点，所以其内部一共有 8 个小的发光二极管，最后还有一个公共端，多数生产商为了封装统一，单位数码管都封装10 个引脚，其中第3和第 8 引脚是连接在一起的。而它们的公共端又可分为共阳极和共阴极，图中间为共阳极内部原理图，右图为共阴极内部原理图。  

3. 了解电路

结构图

原理图 

 

说明一下：

  • 对于PB3 PB4 PB5 来说需要关闭调试，才能当做基础的GPIO口使用

4. 关于74HC245芯片

芯片74HC245 是一种三态输出、八路信号收发器，主要应用于大屏显示，以及其它的消费类电子产品中增加驱动。

5. 简单总结

  • 位选三条线（LSA、LSB、LSC）PB5、4、3 
  • 段选8条线 PA0 - PA7

6. smg.h

#ifndef _H_SMG
#define _H_SMG
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"
#define LSA PBout(5)
#define LSB PBout(4)
#define LSC PBout(3)// 初始化smg
void smg_init(void);// 设置低电平
void smgWriteData(u8 data);#endif

7. smg.c

smg_init函数

void smg_init(void)
{//1.给APB2 GPIOA GPIOB 时钟使能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);// 关闭PB3 PB4 PB5调试，使其能当作正常GPIO口使用RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);//2. 设置工作模式GPIO_InitTypeDef initDef;initDef.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//PA0-PA7initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5  | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);	//PB3-PB5initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_3;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);
}

 smgWriteData函数

void smgWriteData(u8 data)
{// data=1111 1110(第1个led)for(u8 i = 0;i < 8;i++){if(data & 0x01){ // GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0<<i,Bit_SET);// 设置高电平}else{GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0<<i,Bit_RESET);// 设置低电平}data = data >> 1;// data = 0111 111(第8个led)}
}

8. main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "smg.h"
#include "systick.h"u8 gsmg_code[17] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};int main()
{SysTick_Init(72);// 1. 初始化蜂鸣器smg_init();while(1){// 在那个位置上显示 - 位选LSC = 0;LSB = 0;LSA = 1;// 在对应的位置上显示什么内容 - 段选for(u8 i = 0;i < 10;i++){	smgWriteData(gsmg_code[i]);delay_ms(1000);}}
}

第四节 独立按键实验-默认是高电平

    按键是一种电子开关，使用时轻轻按开关按钮就可使开关接通，当松开手时,开关断开。我们开发板上使用的按键及内部简易图如下图所示

         按键管脚两端距离长的表示默认是导通状态，距离短的默认是断开状态，如果按键按下，初始导通状态变为断开，初始断开状态变为导通。通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时，电压信号如下图所示：

        由于机械点的弹性作用，按键开关在闭合时不会马上稳定的接通，在断开时也不会一下子断开，因而在闭合和断开的瞬间均伴随着一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定的，一般为 5ms 到 10ms。按键稳定闭合时间的长短则由操作人员的按键动作决定的，一般为零点几秒至数秒。按键抖动会引起按键被误读多次。为了确保 CPU 对按键的一次闭合仅作一次处理，必须进行消抖。  

        按键消抖有两种方式，一种是硬件消抖，另一种是软件消抖。为了使电路更加简单，通常采用软件消抖。我们开发板也是采用软件消抖，一般来说一个简单的按键消抖就是先读取按键的状态，如果得到按键按下之后，延时10ms，再次读取按键的状态，如果按键还是按下状态，那么说明按键已经按下。其中延时10ms 就是软件消抖处理，至于硬件消抖，大家可以百度了解下，网上都有非常详细的介绍

1. 了解电路

结构图 

原理图 

说明一下：

  • 默认是高电平，按下按钮之后才能变成低电平

2. key初始化

        这个板子上有4个按键，我想让它控制对应的led0 led1 led2 led3 led4

key.h

#ifndef _H_KEY
#define _H_KEY
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"
#include "systick.h"// 位带操作
#define KEY1 PAin(15)
#define KEY2 PAin(14)
#define KEY3 PAin(13)
#define KEY4 PAin(12)// 初始化按键
void key_init(void);// 检查按键状态
u8 keyScan(u8 mode);#endif

 key_init函数

#include "key.h"// 初始化按键
void key_init(void){// 1gpio时钟使能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能是GPIOARCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);	// 使能 AFIO 时钟// 这几根线上也有调试功能GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);// 关闭JTAG 和 SWD 功能GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable, ENABLE);	// 关闭JTAG 和 SWD 功能// 设置工作模式GPIO_InitTypeDef initDef;initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;// 上拉输入模式initDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);
}

 说明一下：

  • PA12-PA15这几根线上也有调式功能，初始化时需要关闭
  • 注意：它的工作模式应该设置为上拉输入

led.h 

3. key.c

#include "key.h"// 初始化按键
void key_init(void){// 1gpio时钟使能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //使能是GPIOARCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);	// 使能 AFIO 时钟// 这几根线上也有调试功能GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);// 关闭JTAG 和 SWD 功能GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable, ENABLE);	// 关闭JTAG 和 SWD 功能// 设置工作模式GPIO_InitTypeDef initDef;initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;// 上拉输入模式initDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);
}// 检查按键状态
u8 keyScan(u8 mode)
{static u8 flag = 1;if(mode) flag = 1;// 持续检测-长按按键出现闪烁效果if(flag && (KEY1 == 0 ||KEY2 == 0 || KEY3 == 0 || KEY4 == 0))	{delay_ms(10);// 消抖flag = 0;// 返回值：表示确定是那个按键被按下，切换对应的LED状态if(KEY1 == 0) return 1;if(KEY2 == 0) return 2;if(KEY3 == 0) return 3;if(KEY4 == 0) return 4;}// 此时所有按键都没有被按下else if(KEY1 == 1 && KEY2 == 1 && KEY3 == 1 && KEY4 == 1){flag = 1;}else{return 0;}
}

 说明一下

  • 当mode = 1表示长按按键时出现闪烁效果
  • 当mode = 0表示长按按键出现常亮效果

4. main.c 

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "systick.h"int main()
{// 滴答定时器SysTick_Init(72);// 初始化led_init();key_init();u8 i = 0;while(1){i = keyScan(0);if(i == 1) LED1 = !LED1;else if(i == 2) LED2 = !LED2;else if(i == 3) LED3 = !LED3;else if(i == 4) LED4 = !LED4;delay_ms(150);}
}

第五节. 矩阵按键实验

1. 了解电路

结构图

说明一下：

  • 我们要做的是让前2排按键点亮led1-led8
  • 后两排要做的是点灭led1-led8 

原理图

2. key.h

我们要做的是让前2排按键点亮led1-led8，后两排要做的是点灭led1-led8 

Led.h 

key.h 

#ifndef _H_KEY
#define _H_KEY
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"
#include "systick.h"// 四根行线
#define KEY_H1_PIN GPIO_Pin_8
#define KEY_H2_PIN GPIO_Pin_9
#define KEY_H3_PIN GPIO_Pin_10
#define KEY_H4_PIN GPIO_Pin_11// 四根列线
#define KEY_L1_PIN GPIO_Pin_12
#define KEY_L2_PIN GPIO_Pin_13
#define KEY_L3_PIN GPIO_Pin_14
#define KEY_L4_PIN GPIO_Pin_15// 初始化按键
void key_init(void);// 检查按键状态
u8 keyScan(void);#endif

3. key_init函数

#include "key.h"// 初始化按键
void key_init(void){// 1gpio时钟使能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); //使能是GPIOARCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);	// 使能 AFIO 时钟// 这几根线上也有调试功能GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);// 关闭JTAG 和 SWD 功能GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable, ENABLE);	// 关闭JTAG 和 SWD 功能// 四根行线设置为下拉输入 - 设置工作模式GPIO_InitTypeDef initDef;initDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;// 下拉输入模式initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);// 四根列线设置为推挽输出 - 设置工作模式initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;// 推挽输出模式initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);}

说明一下：

  • 四根行线设置为下拉输入 - 设置工作模式
  • 四根列线设置为推挽输出 - 设置工作模式

4. keyScan函数(有bug)

GPIO_ReadInputDataBit - 读取指定端口管脚的输入

keyScan函数 

// 检查按键状态
u8 keyScan()
{// 设置前四行为高电平GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H1_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H2_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H3_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H4_PIN);// 读取指定端口管脚的输入if((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN)) | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN)) == 0){// 没有按键被按下return 0;}else{// 等待一会儿 再读取// 读取指定端口管脚的输入if((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN)) | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN)) == 0){// 没有按键被按下return 0;}}}

 keyScan函数 

// 检查按键状态
u8 keyScan()
{// 设置前四行为高电平GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H1_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H2_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H3_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H4_PIN);// 读取指定端口管脚的输入if((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN)) | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN)) == 0){// 没有按键被按下return 0;}else{// 等待一会儿 再读取// 读取指定端口管脚的输入if((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN)) | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN)) == 0){// 没有按键被按下return 0;}}// 检测是否有按键被按下u8 col1,col2,col3,col4;// 第一行:设置第一行为低电平 其他为高电平GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H1_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H2_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H3_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H4_PIN);// 读取四列的状态	col1 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN);col2 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN);col3 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN);col4 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN);if(col1 == 1 && col2 == 0&& col3==0 && col4 == 0) return 1;if(col1 == 0 && col2 == 1&& col3==0 && col4 == 0) return 2;if(col1 == 0 && col2 == 0&& col3==1 && col4 == 0) return 3;if(col1 == 0 && col2 == 0&& col3==0 && col4 == 1) return 4;while((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN)) | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN)) > 0);// 第二行:设置第二行为低电平 其他为高电平GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H1_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H2_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H3_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H4_PIN);// 读取四列的状态	col1 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN);col2 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN);col3 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN);col4 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN);if(col1 == 1 && col2 == 0&& col3==0 && col4 == 0) return 5;if(col1 == 0 && col2 == 1&& col3==0 && col4 == 0) return 6;if(col1 == 0 && col2 == 0&& col3==1 && col4 == 0) return 7;if(col1 == 0 && col2 == 0&& col3==0 && col4 == 1) return 8;while((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN)) | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN)) > 0);// 第三行:设置第三行为低电平 其他为高电平GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H1_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H2_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H3_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H4_PIN);// 读取四列的状态	col1 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN);col2 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN);col3 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN);col4 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN);if(col1 == 1 && col2 == 0&& col3==0 && col4 == 0) return 9;if(col1 == 0 && col2 == 1&& col3==0 && col4 == 0) return 10;if(col1 == 0 && col2 == 0&& col3==1 && col4 == 0) return 11;if(col1 == 0 && col2 == 0&& col3==0 && col4 == 1) return 12;while((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN)) | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN)) > 0);// 第四行:设置第四行为低电平 其他为高电平GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H1_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H2_PIN);GPIO_ResetBits(GPIOB,KEY_H3_PIN);GPIO_SetBits(GPIOB,KEY_H4_PIN);// 读取四列的状态	col1 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN);col2 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN);col3 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN);col4 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN);if(col1 == 1 && col2 == 0&& col3==0 && col4 == 0) return 13;if(col1 == 0 && col2 == 1&& col3==0 && col4 == 0) return 14;if(col1 == 0 && col2 == 0&& col3==1 && col4 == 0) return 15;if(col1 == 0 && col2 == 0&& col3==0 && col4 == 1) return 16;while((GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L1_PIN)) | (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L2_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L3_PIN))| (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,KEY_L4_PIN)) > 0);return 0;}

5. main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "systick.h"int main()
{// 滴答定时器SysTick_Init(72);// 初始化led_init();key_init();u8 i = 0;while(1){i = keyScan();// 前2排按键按下 点亮LEDif(i == 1) LED1 = 0;else if(i == 2) LED2 = 0;else if(i == 3) LED3 = 0;else if(i == 4) LED4 = 0;else if(i == 5) LED5 = 0;else if(i == 6) LED6 = 0;else if(i == 7) LED7 = 0;else if(i == 8) LED8 = 0;// 后2排按键按下 点灭LEDelse if(i == 9) LED1 = 1;else if(i == 10) LED2 = 1;else if(i == 11) LED3 = 1;else if(i == 12) LED4 = 1;else if(i == 13) LED5 = 1;else if(i == 14) LED6 = 1;else if(i == 15) LED7 = 1;else if(i == 16) LED8 = 1;delay_ms(150);}
}

第六节 点阵实验

1. 了解电路

结构图

原理图 

说明一下：

  • 当需要串联其他点阵时，就需要使用VCC3.3和9号线 

2. 74HC595芯片介绍

点阵 LED 基本结构 

  • 右侧（ROW1-ROW8） 控制的是行（阳极/正极）。

  • 下侧（SMG A ~ SMG DP） 控制的是列（阴极/负极）

 74HC595 是一个 8 位串行转并行移位寄存器，它的作用是：

  •  将你通过 SER 引脚串行输入的 8 位数据，在 SRCLK（移位时钟）作用下依次移入。

  • 当你触发 RCLK（锁存时钟）的 上升沿 时，数据会被输出到 QA~QH（即点阵的行控制）。

点阵工作流程（动态扫描）  

 

  • 行只有设置为高电平有效 列只有设置为低电平有效 则我们点亮第 1 行第 1 列的 LED（即 A1-K1 对应 LED）：
  • 行为0x08 列为0x7F

关键信号控制如下： 

 

工作原理 

  • 采用高位的输入 数据到 移位寄存器中 

3. dzled.h

#ifndef _H_DZLED
#define _H_DZLED
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"
#include "systick.h"// 三个总要信号 - 产生上升沿
#define SER PBout(4)
#define RCLK PBout(5)
#define SRCLK PBout(3)// 初始化点阵
void dzled_init(void);// 行输入
void writeRowData(u8 data);// 列输入
void writeColData(u8 data);#endif

4. dzled.c 

 dzled_init函数

// 初始化点阵
void dzled_init(void)
{//1.给APB2 GPIOA GPIOB 时钟使能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);// 关闭PB3 PB4 PB5调试，使其能当作正常GPIO口使用RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);//2. 设置工作模式GPIO_InitTypeDef initDef;initDef.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//PA0-PA7initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5  | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;GPIO_Init(GPIOA,&initDef);	//PB3-PB5initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_3;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);}

说明一下：

  • 由于数码管和点阵的使用的同一根线，则初始化时直接拷贝过来就行了

 writeColData函数

// 列输入
void writeColData(u8 data)
{// data=1111 1110(第1个led)for(u8 i = 0;i < 8;i++){if(data & 0x01){ // GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0<<i,Bit_SET);// 设置高电平}else{GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0<<i,Bit_RESET);// 设置低电平}data = data >> 1;// data = 0111 111(第8个led)}
}

 说明一下：

  • 点阵的列输入又和跑马灯的程序一致，则直接拷贝过来就行了

 writeRowData函数

// 行输入
void writeRowData(u8 data)
{for(u8 i = 0;i < 8;i++){// 1.数据从高位依次输入SER = data>>7;// 每一次得到数据的最高位// 移位寄存器的时钟线变化SRCLK = 0;delay_us(1);SRCLK = 1;//上升沿信号 移位data <<= 1;// 把已经输入的数据丢弃}// 把数据从移位寄存器 移动到 存储寄存器里面RCLK = 0;delay_us(1);RCLK = 1;// 给一个上升沿信号
}

5. main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "dzled.h"
#include "systick.h"int main()
{// 滴答定时器SysTick_Init(72);// 初始化dzled_init();// 点亮最左上角的LEDwriteRowData(0x80);// 行只有设置高电平有效writeColData(0x7F);// 列只有设置低电平有效u8 i = 0;while(1){delay_ms(150);}
}

说明一下：

  • 直接调用列输入 行输入就行了

第七节 动力模块->直流电机 

  直流电机是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机

        直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成，直流电机没有正负之分，在两端加上直流电就能工作

        开发板配置的直流电机为 5V 直流电机，其主要参数如下：轴长：8mm 轴径：2mm 电压：1-6V 参考电流：0.35-0.4A 3V 转速：17000-18000 转每分钟 外观实物图如下：

1. ULN2003 芯片

        单片机主要是用来控制而非驱动，如果直接使用芯片的GPIO管脚去驱动大功率器件，要么将芯片烧坏，要么就驱动不起来。所以要驱动大功率器件，比如电机。就必须搭建驱动电路，开发板上板载的驱动芯片是ULN2003，该芯片是一个单片高电压、高电流的达林顿晶体管阵列集成电路。不仅可以用来驱动直流电机，还可用来驱动五线四相步进电机，比如28BYJ48 步进电机。

2. 了解电路

 简单来说：使用PB8就行了

结构图

 

原理图

 

3. moto.h

#ifndef _H_MOTO
#define _H_MOTO
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"
#include "systick.h"
// PB8的引脚 - 位带操作
#define MOTO PBout(8)// 初始化电机
void moto_init(void);#endif

4. moto.c

#include "moto.h"// 初始化电机
void moto_init(void)
{// 1. 时钟始能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);// 2.关闭调试功能GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);// 关闭JTAGGPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);// 3. 初始化GPIO_InitTypeDef initDef;// 结构体initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;// 推挽输出initDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8);// 设置为高电平}

5. main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "moto.h"
#include "systick.h"int main()
{// 滴答定时器SysTick_Init(72);// 初始化led_init();moto_init();while(1){// 检测矩阵按键中: 那个按键被按下u8 i = keyScan();if(i == 1){// 高低电平之间切换LED1 = !LED1;MOTO = !MOTO;}delay_ms(150);}
}

说明一下：

  • 最终效果：点击矩阵按键上的第一个按键，就可控制第一个led的亮灭和电机的启动 

第八节 步进电机 

        步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件

 工作原理

 

单极性

 

 双极性

2.1 28BYJ-48 步进电机简介

28BYJ48 步进电机自带减速器，为五线四相单极性步进电机，直径为28mm，

28BYJ48 电机内部结构等效图如下所示：

28BYJ48 步进电机主要参数如下所示：

        在上图中 28BYJ48 步进电机主要参数中可以看到有一个减速比：1:64，步进角为 5.625/64 度，如果需要转动一圈，那么需要 360/5.625*64=4096 个脉冲信号。 减速比这个和之前介绍的直流减速电机有点类似，所以28BYJ48 步进电机实际上是：减速齿轮+步进电机组成，28BYJ48 步进电机减速齿轮实物图如下所示：  

减速齿轮计算方法如下所示：

2.2 了解电路

1、MOTO IN1-4全部用到，所以端口是PB8-9，PB12-13

2、根据原理了解，需要实现的是电位的切换驱动旋转

3、给一个高电平，输出低电平，形成电流环路，产生磁场

结构图

原理图

2.3 moto.h

#ifndef _H_MOTO
#define _H_MOTO
#include "stm32f10x.h"
#include "system.h"
#include "systick.h"
// 位带操作
#define MOTOR_IN1 PBout(8)
#define MOTOR_IN2 PBout(9)
#define MOTOR_IN3 PBout(12)
#define MOTOR_IN4 PBout(13)// 初始化步进电机
void moto_init(void);// 运行步进电机
void motor_run(u8 step,u8 dir,u8 speed,u16 angle,u8 sta);
#endif

参数说明：

  • step表示指定步进控制节拍，可选值4或8
  • dir表示方向选择，其中1表示顺时针，0表示逆时针
  • speed表示速度，可选范围为1-5
  • angle表示角度，可选范围为0-360
  • sta表示运行状态，其中1启动，0停止

2.4 moto.c

#include "moto.h"// 初始化电机
void moto_init(void)
{// 1. 时钟始能RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);// 2.关闭调试功能GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable,ENABLE);// 关闭JTAGGPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable,ENABLE);// 3. 初始化GPIO_InitTypeDef initDef;// 结构体initDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;// 推挽输出initDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);initDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;GPIO_Init(GPIOB,&initDef);
}// 运行步进电机
void motor_run(u8 step,u8 dir,u8 speed,u16 angle,u8 sta)
{// 启动if(sta){// 顺if(dir){// 转动角度所对应的信号个数for(u8 j = 0;j < angle*64/45;j++){// 把整个一圈分为4 / 8节拍// 每个节拍应该怎么转动 电机应该是什么状态for(int i = 0;i < 8;i+=(8/step)){switch (i){case 0: MOTOR_IN1=1;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=0;break;case 1: MOTOR_IN1=1;MOTOR_IN2=1;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=0;break;case 2: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=1;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=0;break;case 3: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=1;MOTOR_IN3=1;MOTOR_IN4=0;break;case 4: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=1;MOTOR_IN4=0;break;case 5: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=1;MOTOR_IN4=1;break;case 6: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=1;break;case 7: MOTOR_IN1=1;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=1;break;}delay_ms(speed);}}}else{// 逆时针// 转动角度所对应的信号个数for(u8 j = 0;j < angle*64/45;j++){// 把整个一圈分为4 / 8节拍// 每个节拍应该怎么转动 电机应该是什么状态for(int i = 0;i < 8;i+=(8/step)){switch (i){case 0: MOTOR_IN1=1;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=1;break;case 1: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=1;break;case 2: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=1;MOTOR_IN4=1;break;case 3: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=1;MOTOR_IN4=0;break;case 4: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=1;MOTOR_IN3=1;MOTOR_IN4=0;break;case 5: MOTOR_IN1=0;MOTOR_IN2=1;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=0;break;case 6: MOTOR_IN1=1;MOTOR_IN2=1;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=0;break;case 7: MOTOR_IN1=1;MOTOR_IN2=0;MOTOR_IN3=0;MOTOR_IN4=0;break;}delay_ms(speed);}}}}
}

 2.5 main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "moto.h"
#include "systick.h"int main()
{// 滴答定时器SysTick_Init(72);// 初始化led_init();moto_init();u8 dir = 1;u8 sta = 0;u8 speed = 1;// 取值1-5while(1){// 检测矩阵按键中: 那个按键被按下u8 i = keyScan();if(i == 1){sta = !sta;// 启动/停止}else if(i == 2){dir = !dir;// 正转/反转}else if(i == 3){// 加速度if(speed > 1) speed--;}else if(i == 4){// 减sudoif(speed<5) speed++;}else{delay_ms(10);}motor_run(8,dir,speed,1,sta);delay_ms(150);}
}

 

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