使用STM32单片机点亮LED

有一人，登场于金庸先生的《神雕侠侣》，以大理段氏“一阳指”自成一派，武学修为登峰造极，“天下五绝”之一，号称“南帝”，他就是“一灯大师”。如今，武林中逐渐被遗忘的“一灯大师”，却活跃在另一个行业——嵌入式开发中。

传说，每一个成功的MCU（俗称单片机）开发组中，都有一名“一灯大师”，他精通所有开发板的点灯方法，对于企业引入的新开发板，总是勤学苦练，从点灯开始，快速掌握新开发板的编程要点，带领团队走向胜利。

成为“一灯大师”，离不开持续的修行，离不开对一招一式的勤学苦练。本文将讲解如何通过编程来控制STM32点亮一个LED。

学习环境：

1.软件：Keil5

2.硬件：STM32开发板（笔者使用信盈达公司的M4开发板，芯片型号为STM32F407ZGT6）

适合人群：

在校初入电子坑的小白，不懂STM32编程的硬件开发人员和想了解库函数编程的人。

文末将提供示例代码和文档的资料分享。

Part 1

点灯的思路讲解

本文中的点灯，是指用STM32单片机点亮与之连接的LED的操作。首先我们先了解一下LED这种器件。

LED的本质是一种发光二极管，所以点灯的核心就是：如何用STM32控制一个二极管电路。

市场上各类LED（直插式/贴片式以及各种颜色的LED，都有点区别）在导通时的压降一般在1.8~3.3V。所以点灯需要先查看电路图，确定驱动LED的方法。

下图是笔者使用到STM32开发板的LED部分的原理图。

本文接下来将以点亮LED1为例进行讲解。通过上图，我们可以看到或总结出以下信息：

1.LED1与单片机的PF6引脚连接。

2.由于LED1是一个二极管，点亮LED1需要PF6引脚上的电压值为低电平（满足发光二极管的导通压降需求即可）。

3.由于需要实现控制LED1点亮和LED1熄灭，需要将PF6引脚配置为输出模式，且输出电平可控。

故在编程步骤中主要需要完成两个部分：LED初始化函数（主要是配置引脚PF6为输出模式）和 点亮/熄灭LED1的接口（控制引脚PF6输出低/高电平）。

其中，LED1初始化的主要步骤为：

1. 激活外设GPIOF（PF6是外设GPIOF的IO引脚之一）。
2. 将PF6配置为输出模式
3. 将PF6的输出类型配置为推挽输出
4. 配置PF6输出速度为低速（其他速度也可以）
5. 配置PF6的输出数据（点亮/熄灭LED1）

Part 2

用库函数编程方法点灯

本方法是通过调用STM32官方提供的库函数，完成对引脚有关的一系列操作。库函数编程方法简单易用，适合新人学习。

Step1，打开STM32F4xx官方库函数文档（stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm），找到以下函数。

void  RCC_AHB1PeriphClockCmd (uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState) 
  此函数用于激活AHB1总线上的外设（GPIOF在此总线上）

void  GPIO_Init (GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_InitStruct) 
  此函数将基于参数初始化GPIOx

void  GPIO_SetBits (GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) 
  此函数用于控制指定IO引脚输出高电平

void  GPIO_ResetBits (GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) 
  此函数用于控制指定IO引脚输出低电平

Step2，通过在库函数帮助文档中点击函数名，查看函数的定义，明确参数填写方法。

比如，点击GPIO_Init() 函数，查看其详细信息

通过阅读图中文字，可知：第一个参数填写为GPIOx，其中x需要用字母A~K替代（取决于引脚），由于本例使用PF6引脚，故填写为GPIOF；第二个参数需要先定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体变量，对其成员赋值后，再将变量的地址传入。

继续查看GPIO_InitTypeDef类型的定义。

GPIO_InitTypeDef结构体类型中的这5个成员分别表示对以下内容的配置：IO引脚的模式、输出类型、引脚序号、内置电阻 和 输出速度。

其他几个函数也可以参考此方法进行查看，从而确定函数的调用形式。

Step3，结合前文“点灯的思路讲解”写出代码

//1. 激活外设GPIOF
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);

//2. 将PF6配置为输出模式
//3. 将PF6的输出类型配置为推挽输出
//4. 配置PF6输出速度为低速
GPIO_InitTypeDef   gpio_InitStruct ;
gpio_InitStruct.GPIO_Mode   =  GPIO_Mode_OUT ;
gpio_InitStruct.GPIO_OType   = GPIO_OType_PP ;
gpio_InitStruct.GPIO_Pin     = GPIO_Pin_6 ;
gpio_InitStruct.GPIO_PuPd   = GPIO_PuPd_NOPULL ;
gpio_InitStruct.GPIO_Speed   =  GPIO_Low_Speed ;
GPIO_Init (GPIOF , &gpio_InitStruct);

//5. 点亮/熄灭LED1
#define LED1_ON    GPIO_ResetBits (GPIOF, GPIO_Pin_6)
#define LED1_OFF   GPIO_SetBits (GPIOF, GPIO_Pin_6)

Step4，整理代码，将他们添加到用Keil5软件建立的工程中。可参考以下形式。（细节详见文末提供的资料分享）

Step5，编程工程，下载到开发板，观察现象。正常现象是LED1以固定的频率交替进行亮和灭动作。

留给读者的思考，本文提供的开发板的LED部分原理图中还有另外3个LED，尝试编写代码，驱动他们。有条件的朋友建议购买开发板直接实物验证，将理论与实践结合，早日成为“一灯大师”！