前言
終於要開始實際寫程式了,接續上一篇的內容,這次要教最基本的 LibOpenCM3 的 GPIO 輸出用法,會控制一個 LED 燈使其閃爍。
正文
先以 Nucleo-F446RE 做示範。
首先建立一個 PIO 的專案,選擇 Framework 為「libopencm3」,並在 src/
資料夾中新增並開啓 main.c
檔案。
完整程式
先把完整的程式打出來:
分段說明
Include
如同其它的程式,首先要將需要用到的功能 Include 進來。本例中有兩個檔案要引入:
rcc.h
:RCC 是 Reset and Clock Controller 的意思,由於基本上所有的 STM32 功能都需要 Clock,因此 RCC 通常是一定會用到的。
gpio.h
:如如同它的名字,這就是包含了 GPIO 的各種功能。
LibOpenCM3 的這些檔案 PIO 都會幫我們處理好,所以不用另外下載或設定路徑,直接 #include
就可以了。
定義腳位
因為每個 STM32 Nucleo 開發板的 LED 腳位可能不同,因此使用 #define
來定義腳位比較方便程式的撰寫與修改。
根據資料手冊 UM1724,Nucleo-F446RE 的板載 LED(LD2)所在的腳位是 PA5(對應 Arduino 的 D13 腳位),也就是 GPIO Port-A 的 5 號腳,因此我們定義 GPIO_LED_PORT
為 GPIOA
,GPIO_LED_PIN
為 GPIO5
。
此外 RCC 也會需要依照 GPIO Port 進行設定,所以也定義一個 RCC_LED_GPIO
為 RCC_GPIOA
。
Delay 函式
這是一個最簡單暴力的 Delay 寫法,幾乎無精度可言,但目前我們只要這樣就夠了。
其中的 __asm__("nop")
代表嵌入組合語言的「nop」指令,也就是無操作(No operation)。
主程式
-
rcc_periph_clock_enable()
:這個函式會致能指定功能的 Clock。在這裡我們要啓用 LED 所在的 GPIO Port 的 Clock。
-
gpio_mode_setup()
:為指定的 GPIO 設定模式。
GPIO_LED_PORT
:要設定的 GPIO Port。
GPIO_MODE_OUTPUT
:設定為「General Purpose Output」 模式。
GPIO_PUPD_NONE
:設定為不使用上下拉電阻。
GPIO_LED_PIN
:要設定的 GPIO Pin,若要在同一個 Port 中設定多個 Pin,各個 Pin 可以用 |
來複選。
-
gpio_set_output_options()
:為指定的 GPIO 設定輸出選項。
GPIO_LED_PORT
:要設定的 GPIO Port。
GPIO_OTYPE_PP
:設定輸出電路組態為「Push-Pull(推挽)」 。
GPIO_OSPEED_2MHZ
:設定速度。
GPIO_LED_PIN
:要設定的 GPIO Pin,若要在同一個 Port 中設定多個 Pin,各個 Pin 可以用 |
來複選。
-
gpio_toggle()
:反轉該 GPIO 的輸出值。如果目前是輸出 High
,那就變成輸出 Low
,反之亦然。
編譯與燒錄/上傳
打完程式後,可以在 VS Code 左下方找到編譯(Build)和燒錄(Upload)的按鈕。也可以用快捷鍵「Ctrl
+Alt
+B
」、「Ctrl
+Alt
+U
」。
編譯完成後 PIO 會顯示佔用的資源:
RAM: 0.0% (used 0 bytes from 131072 bytes)
Flash: 0.1% (used 764 bytes from 524288 bytes)
記得燒錄前要用 USB 線接上 Nucleo,並安裝 ST-Link 的驅動程式,否則會報錯。
F103RB
STM32F1 系列的部分程式寫法不一樣,所以在此也提供 Nucleo-F103RB 的程式範例。主要差異只有 GPIO 的設定函式不同,STM32F1 用的是 gpio_set_mode()
,而非 gpio_mode_setup()
與 gpio_set_output_options()
。
PIO 環境
如果你的程式會需要在 F1 或 F4 等其它 STM32 系列上運作,那每次用 F1 時 GPIO 的寫法不同,或是有 Pin 腳不同的情況會很麻煩,所以這裡簡單介紹如何用 PIO 設定多個專案環境,方便切換。
主程式
小結
這次簡單介紹了 LibOpenCM3 的 GPIO 輸出用法,這部分只要有搞懂 STM32 的 GPIO 模式應該不會太難。
參考資料
本文的程式也都放在 GitHub 上。
本文同步發表於 iT 邦幫忙-2022 iThome 鐵人賽。
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