第一天与单片机基础知识：V1_stm32（寄存器版本）
在实践中丰富你的理论，纠正你的理论，你的理论指导你实践
第1-2节：STM32 单片机基本介绍
用户手册：
数据手册：
关键参数C8T
48,64K,LQFR
1、STM32容量划分
不同容量都有自己的数据手册
但是用户手册呢它们是共用的
外设资源（中等容量数据手册）
2、STM32时钟系统
如何看？
简单总结：1；抓住一个关键（系统时钟） 2.看输入 3.看输出
关键：
抓住一个关键词叫系统时钟（最中心），跟我们电脑里面的主频是一个概念72MHZ，
输入：
系统时钟来自开关SW一共有三个：
HSI内部时钟（内部的RC振荡器产生了8M时钟）、HSE外部晶振产生的时钟（最大4-16M）、锁相环时钟。
内部和外部的时钟太低，达不到72M，一般不用，我们一般用锁相环时钟（）。锁相环时钟前面有个倍频器（放大），乘“x”多少就放大多少倍。一般使用外部晶振产生的8M（内部的不稳定比如在比较冷的地方），然后开关选外部晶振，再选“x9”，8x9=72Mhz。然后在这边我们选择锁相环，中间这一路。
输出:
AHB预分频器就是分频的（除号“/”降低频率），72不需要降，直接预分频选择一就是72÷1，出来之后是72。
通向：核心存储器和DMA；
通向：系统时钟：（你可以选择72MHZ八分频（9MHZ）或者不分）
1.系统定时器来产生一个中断，用来控制操作系统时间片的切换
2.写一个延迟函数
通向：CP的内核72MHZ
通向：两个总线时钟APB1，APB2
APB1，只能选择除以二（36MHZ），PCLK1是给APB1外设时钟：就是我们有一个外设，他的时钟源都是来自这里，所以我们在使用这些外设的时候，要开启它的时钟，这边有个外设时钟使能。
注意：所以STM32单片机，它有一个特点，你使用内部模块，你首先要把它对应的时钟要打开。一个与门，都为1才有效（这个时钟信号才是有效的）。
再往下APB1走，之前选两分频（分频系数不为1）要乘以二，也就是36×2=72，给到定时器2-7，都是使用72兆的。
APB2同上分析。
APB2前走到ADC，ADC它其实是一个模数转换器，也需要时钟。这个时钟你可以选择（除以“/”,2、4、6、8），72÷6能达到12。除非前面输入56才能56÷4=14。
通向：最后AHB走到最后一根线，是SDIO的一个接口时钟
注意：低速内部时钟信号，使用的是32.768K，这个时钟一般是用来作为日历（内部RTC产生日历的）
然后，主时钟输出，单片机可以把它内部的时钟输出去（选一种）；A单片机的MCO连到B单片机的（接地）
只需要一个晶振可以给两个单片机，提供时钟信号
3、STM32内部模块图
4、STM32封装（外形）图
：封装LQFP，引脚48
5、STM32引脚功能
FT：引脚可以容忍5v电压
第2-1节：STM32单片机最小系统
图1：
单片机、供电、晶振、复位、启动配置、下载端口
图2：
1引脚，备用电源电路
纽扣电池，工作电压3V，备用电源电路。
正常工作电源VCC3.3V，如果检测到输入电压为3.3V表示正常工作，输入为3V表示电源断掉。此时单片机会断开除了时间无关的电路，只保证时间正常。
3，4引脚，晶振电路：
两无极电容22pf+晶振32.
5，6引脚，时钟电路
正常工作的时钟电路，晶振8MHZ+1M电阻+两个22pf无极电容
注：如果对时间要求不严格，可以使用单片机内部的RC震荡电路产生时钟信号
7引脚，复位电路
10K电阻+104无极电容+按键
按下按键电容短路，然后电容上端电压缓慢为0（接地），放手后又缓慢升上3.3V以此完成复位。
48脚单片机，四组电源（红色部分）
VDD1
;VDD2
;VDD3
A（模拟）
要求不严格的情况下，可以将VDDA与三个VDD相连接都3.3V，并且将VSSA和三个VSS相连接都接地
以VDD2为例：
104无极电容主要作用电源滤波（电源有干扰），焊接电路电容尽量离两个引脚近一点，提高滤波效果
降压电路
USB供电，通过降压芯片(-3.3)将usb的5v降到3.3v供电
保险丝，电流过大的保护
28脚，验证工作指示灯
下载程序1
引脚（三根线）
下载与调试
下载器插座
D4保护，防止接反
一般ST-LINK接SWCLK/SWDIO
时钟线：
数据线：
地线GND
下载程序2（串口下载电路）
2个引脚，输入/输出(RX/TX)
再加一个电源和地，4根线
把我们单片机的TTL电平转换成USB信号.
需要芯片(串口转USB芯片)进行电平转换
接单片机
接USB
启动配置电路
一般直接BOOT1置0
BOOT0：0正常启动，1串口下载模式
第2-2节：STM32程序下载方式介绍
第一天第2-2节：STM32程序下载方式介绍_哔哩哔哩
第3-1节：寄存器_标准库项目工程创建
参考：
第一天第3-1节：寄存器_标准库项目工程创建_哔哩哔哩
寄存器和标准库
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第4-1节：STM32 GPIO输入输出端口 主要内容： 1、什么是GPIO?
GPIO（ Input ）通用输入输出口，简称IO端口，也称单片机引脚。可以输入输出数据。
2、什么是电平?
在数字电路中，电平是用来表达数字信号高低状态的一种方式，电平是用一段电压范围来表示的。
在数字电路中，只有两个电平，即高电平和低电平，又分别称作“1”和“0”。C语言中，二进制位的
数值也是1和0，刚好对应电路中的电平。STM32单片机供电电压VDD =3.3V。
0V-0.7V：0 2.2V-3.3V：1
3、STM32 GPIO简介
GPIO有两大类模式:输出模式，输入模式
输出模式:控制IO引脚输出高低电平，可以用来控制外部设备或者输出数据。比如控制LED灯，继电器。输入模式:用来读取IO引脚的电平或者电压，也可以用来接收数据。比如，采集按键信息，外部的模拟电压。带FT标志的IO可以输入5V电压而不损坏，其他IO输入电压不能超过VDD (3.3V)单片机工作的总电流不能超过150mA,单个O引脚电流最大为20mA。上下拉电阻典型值为40K，最小值为30K，最大值为50K
我们使用的，GPIOA、GPIOB。16+16=32个GPIO口
PA0-PA7：八个口在一起，这八个是模拟口，可以用来采集模拟信号
PA8-PA15：八个口在一起，并不能采集模拟，这边是数字信号的口
4、GPIO基本结构介绍
位的基本结构：（单片机的端口它是由16位组成的）
输入驱动器：有上下拉电阻与浮空，以及模拟输入。触发器外部信号滤波（抖动变直线），如果要
采集模拟信号，把触发器关掉。
复用功能输入：其实也是一种数字信号，连接到单片机内部模块（数字模块），上面模拟输入是模
拟模块，数字模块它是可以直接通过触发器过来。复用功能：第二功能。
复用：多路开关123，通过寄存器拨到哪路，就是那个功能。
输入数据寄存器：通过这个电路，判断出是高电平还是低电平。高电平寄存器写1，低电平写0。最后读出数据。
输入驱动器：推挽、开漏，复用
复用：复用功能输出也是指的是数字复用功能
比如说我们输出一个PWM（脉宽调制，控制电机速度）本质上其实是一个方波，也是连接到定时器的（定时器模块连接到此）
读/写普通输出口：一个是直接输出数据寄存器进行操作，读/写，往输出数据寄存器写1，单片机这个I/O引脚就会输出3.3V。
写入位设置/清除寄存器：对单片机引脚位进行操作，往设置寄存器写1，输出数据寄存器它也会变成1。往清除寄存器写1，输出数据寄存器它也会变成0。设置清除同时写，按照设置寄存器写1处理。两个16位的寄存器拼接在一起成32位。
注意：输入输出两个寄存器是特别重要，输入数据寄存器，设置/清除寄存器。只要改变它中的内容，就会改变单片机引脚上的内容。
（推挽）输出控制：根据我们输出寄存器中的数据控制这两个mos管。设置寄存器1，输出控制给出一个信号，让下mos管关闭，上mos管打开，VDD通过上mos管，I/O引脚输出高电平。输出寄存器写0，则关上mos管，开下mos管，I/O引脚输出低电平。
注意两个箭头，如何到I/O口的然后输出，与从I/O口出来然后进入单片机。
开漏输出模式：上mos管永远关闭，只能控制下mos管。只能输出低电平。如果你要想输出高电平，只能在单片机引脚外部接一个上拉电阻，连接到VDD（引脚FT5v，否则3.3v）。如下图。
开漏输出好处：正常不能输出5V（只能3.3V），通过开漏外接的上拉电阻电源，就可以输出5V。
很多设备都是5V的，如果我们想要控制这些设备就得用开漏模式。
高电平：控制由P-MOS与PNP
低电平：控制由N-MOS与NPN
5、GPIO的8种工作模式
输入：模拟，上拉，下拉，浮空
输出：推挽，开漏，复用推挽，复用开漏
复用连接的是内部模块（如定时器）
输出模式：高低电平这个切换速度（为什么要三种输出？）：如果输出一个周期性的方波，那么你这个方波是不可能超过10MHZ的，单片机它这个输出速度越高，干扰就越大，工功耗也是越大的。一般把速度降低下来低功耗与抗干扰。
复用功能输出的时候，输出寄存器是不可控制。（ODR叫做数据输出寄存器，往里面写数据改变单片机引脚的电平）
输入：输入不存在什么速度配置的，单片机外部电路的信号能有不高，太快了单片机处理不过来就没有意义（MODE：00）。单片机默认情况下就是浮空输入。
ODR数据输出寄存器0，下拉输入（下拉电阻）。ODR数据输出寄存器1，上拉输入（上拉电阻）。ODR数据输出寄存器：区分上拉电阻和下拉电阻。
注意：在开漏模式时，对输入数据寄存器的读访问可得到I/O状态（既可以读也可以写，不需要切换到输入模式。推挽不能读）
宏定义：
下拉和上拉都一样，通过输出数据寄存器ODR的0/1，判断上拉还是下拉。1上拉，0下拉。
6、GPIO的寄存器
GPIOx是一个结构体指针，指向GPIOx寄存器组的首地址，其成员与寄存器组中的寄存器一一对应比如访问输出数据寄存器，可以这样GPIOA->ODR。
形成一个映射关系（类型转换，寄存器地址转成结构体成员），访问成员就是访问寄存器。
7.GPIO寄存器 端口配置低寄存器()
一个引脚需要四位来配置（CNFy[1:0]与MODEy[1:0]）：
配置PA0
端口（引脚）：一个引脚需要四位来配置，16个引脚是需要16*4=64，我们单片机它是32位的，所以说它的寄存器是32位的，你需要两个寄存器来进行配置。
因此需要高低配置寄存器，高8位端口，低8位端口。
宏定义左移右移。
低八位；
PA0是0000，如果要想配置其他几位，如PA2，你只需要把0001就左移8（2*4）位。如PA3，0001就左移12（3*4）位.
高八位：（端口配置高寄存器 端口配置高寄存器() ）
如果要想配置其他几位，如PA14，只需要左移8（（14-8）*4=24）位。
端口输入数据寄存器()
你把工作模式配置成输入，只需要把这里面的数据读出来，就可以知道单片机引脚中的数据了。
PA0数据：IDR0
PA1数据：IDR1
端口输出数据寄存器()
要输出什么电平，就往这个数据寄存器对应的位写01
比如说现在是是GPIOA，只要往这一位（ODR10）写1，表示PA10输出高电平。
（ODR8）写1，表示PA8输出高电平。（ODR8）写0，表示PA8输出低电平。
端口位设置/ 清除寄存器()
BS，16位是控制高电平输出：只要写1就是高电平
BR，16位是控制低电平输出：只要写1就是低电平
注：如果同时设置了BSy和BRy的对应位，BSy位起作用
端口位清除寄存器()
1：清除对应的ODRy位为0 同上BR功能，只要写1就是低电平。
往BR13写1，PA9就低电平。
注意：
端口位设置/ 清除寄存器()和端口位清除寄存器() 都是间接操作端口输出数据寄存器()。
总结
一般直接操作输出数据寄存器()
常用的就四个寄存器：端口配置低寄存器()，端口配置高寄存器()，端口输入数据寄存器()，端口输出数据寄存器()
明白如何输出01和读取单片机引脚的电平。
外部中断：通过单片机引脚进行的，一种输入，可以产生中断。
第4-4节：点亮LED_寄存器版本 代码逻辑框图
1.宏定义8种模式
GPIO.h
#ifndef __GPIO_H
#define __GPIO_H//上拉下拉都是0X08，由ODR寄存器区分。ODR：0下拉，1上拉。
#define GPIO_INPUT_ANALOG 0X00
#define GPIO_INPUT_NOPULL 0X04
#define GPIO_INPUT_PULLUP 0X08
#define GPIO_INPUT_PULLDOWN 0X08#define GPIO_OUTPUT_PP 0X00
#define GPIO_OUTPUT_OD 0X04
#define GPIO_OUTPUT_AF_PP 0X08
#define GPIO_OUTPUT_AF_OD 0X0C#define GPIO_SPEED_10MHZ 0X01
#define GPIO_SPEED_2MHZ 0X02
#define GPIO_SPEED_50MHZ 0X03#endifLED初始化函数
第一步还是打开时钟
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;紧接着进行配置（配置寄存器两个，高八位、低八位）
我使用的是低八位。
推挽+2MHZ， = 4*4 = 16 左移16位
GPIOA->CRL |= (GPIO_OUTPUT_PP + GPIO_SPEED_2MHZ)<<16;设置好了之后，设置一个它上电默认的电平
GPIOA->ODR |= 1<<3;总：
void Led_Init(void)
{RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;GPIOA->CRL &= 0XFFF0FFFF;//初始化第五个端口PA4GPIOA->CRL |= (GPIO_OUTPUT_PP + GPIO_SPEED_2MHZ)<<16;GPIOA->ODR |= 1<<4;
}
使用端口配置低/高寄存器时，最好先清除对应GPIOX的引脚的配置信息。（防止因为默认I/O端口0100导致没配置成，如：因为默认0100，你要配置成0001，GPIOA->CRL |= 0001。理想结果为0001，但是因为 1 | 0 =1,最终结果为0101）
初始化端口代码：
你要配置GPIOA的第5个引脚（也就是，第八位用CRL）
GPIOA->CRL &= ;//初始化端口
main.c
#include "main.h"
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Led.h"
#include "Delay.h"int main(void)
{Led_Init();while(1){GPIOA->ODR |= 1<<3;Delay_ms(100);GPIOA->ODR &= ~(1<<3);Delay_ms(100);}
}
复现错误之处（保留.c/.h对照用户手册）：
1.一时想不起来使能寄存器应该写。对照手册有规律可言，还是不够熟悉
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
2.宏定义，手册是2进制，而自己写是0X。应该进行2到16进制的转换.
#ifndef __GPIO_H
#define __GPIO_H#define INPUT_FLOATING 0X04
#define INPUT_PULLUP 0X08
#define INPUT_PULLDOWN 0X08
#define ANALOG_INPUT 0X00#define OPEN_DRAIN_OUTPUT 0X04
#define PUSH_PULL_OUTPUT 0X00
#define PUSH_PULL_REUSE_FUNCTION 0X08
#define OPEN_DRAIN_REUSE_FUNCTION 0X0C#define SPEED_10MHz 0X01
#define SPEED_2MHz 0X02
#define SPEED_50MHz 0X03#endif3.
GPIOA->CRH &= ~(0XFFFF0FFF); //错误写法，习惯性加了个~GPIOA->CRH &= ~(0XFFFF0FFF); //正确写法，与0直接就行，不是用1第5-1节：STM32按键检测算法
单片机它可以控制外部的设备，还可以读取外部设备的状态。如：按键是否被按下。如何判断呢？
单片机它只能输入模拟信号，还有就是输入高低电平这种数字信号
按键它其实是一个开关，按下去跟没按下去两种转态（读取数字信号），这种数字信号如何读呢？单片机它是可以直接读数据数字信号的，只需要根据这个引脚的高低电平，就可以判断出按键是否被按下。
归根结底就是判断高电平和低电平
编程：一般可以用if语句来判断。
不使用长时间延迟，改而在多次判断，防止抖动误判。
代码逻辑框图：
1.
2.
3.
4.
5.
第5-3节: 按键检测-寄存器 STM32 初始化步骤
输入：模拟，浮空，上下拉
输出: PP,OD,AFPP,AFOD
寄存器里面上下拉的设置,由数据寄存器GOID->ODR决定，数据寄存器对应的位为1，就是上拉，因为你输出高电平嘛，上拉才会是高电平。下拉，数据寄存器必须输出零。
上拉: GOID->ODR |= 1ODR &= ~(1ODR控制上下拉，路线。框图线路：
程序流程框图：
算法代码Key.c
#include "main.h"
#include "Key.h"
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "GPIO.h"
#include "Led.h"//KEY1: PB1 KEY2:PB11
#define Key1 (GPIOB->IDR&(1<<1))
#define Key2 (GPIOB->IDR&(1<<11))#define KEY1_VALUE 0X0001
#define KEY2_VALUE 0X0002
#define KEY3_VALUE 0X0003 //双按#define KEY_CHANG_MODE 0X8000 //长按标志void Key_GPIO_Init(void)
{RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN;GPIOB->CRL &= 0XFFFFFF0F;//初始化PB1、PB11GPIOB->CRH &= 0XFFFF0FFF;GPIOB->CRL |= (GPIO_INPUT_PULLUP)<<4;//PB1GPIOB->CRH |= (GPIO_INPUT_PULLUP)<<12;//PB11GPIOB->ODR |= 1<<1;//PB1上拉GPIOB->ODR |= 1<<11;//PB11上拉
}/*读取按键*/
uint16_t ReadKey(void)
{static uint32_t Key_Cnt1 = 0,Key_Cnt2 = 0,Key_Cnt3 = 0;uint16_t KeyValue = 0;/*按键1Key1*/if(Key1 == 0){Key_Cnt1++;if(Key_Cnt1 >= 400) //5ms*400=2s 长按{KeyValue = KEY1_VALUE + KEY_CHANG_MODE;Key_Cnt1 = 400;}}else{if(Key_Cnt1 <= 100) //短按{if(Key_Cnt1 >= 10){KeyValue = KEY1_VALUE;}}Key_Cnt1 = 0;}/*按键2Key2*/if(Key2 == 0){Key_Cnt2++;if(Key_Cnt2 >= 400) //5ms*400=2s 长按{KeyValue = KEY2_VALUE + KEY_CHANG_MODE;Key_Cnt2 = 400;}}else{if(Key_Cnt2 <= 100) //短按{if(Key_Cnt2 >= 10){KeyValue = KEY2_VALUE;}}Key_Cnt2 = 0;}/*同时按键1，2*/if((Key1 == 0)&&(Key2 == 0)){ Key_Cnt1 = 0;Key_Cnt2 = 0;Key_Cnt3++;if(Key_Cnt3 >= 400) //5ms*400=2s 长按{KeyValue = KEY3_VALUE + KEY_CHANG_MODE;Key_Cnt3 = 400;}}else{if(Key_Cnt3 <= 100) //短按{if(Key_Cnt3 >= 10){KeyValue = KEY3_VALUE;}}Key_Cnt3 = 0;}return KeyValue; //返回被按下的按键的编码
}/*按下处理*/
void KeyDeal(uint16_t KeyValue)
{uint16_t mode = KeyValue & 0x8000;//取出长短按标志位；&1，保留标志位switch (KeyValue & 0x7fff)//取出长短按真正的编码，按键编码（判断是按下了那个按键）{case KEY1_VALUE:if(mode){//长按LED1_OFF();}else{//短按LED1_ON();}break;case KEY2_VALUE:if(mode){//长按LED2_OFF();}else{//短按LED2_ON();}break;case KEY3_VALUE:if(mode){//长按LED3_OFF();}else{//短按LED3_ON();}break;}
}void KeyScanf(void)
{static uint16_t KeyValue = 0,Pre_keyValue = 0;KeyValue = ReadKey();if(KeyValue != Pre_keyValue)//此次按键值与上次按键值的{Pre_keyValue = KeyValue;KeyDeal(KeyValue);}
}总结：
