ARM 应用开发实验应用开发实验指导书指导书 信息工程学院 陈明陈明 2016 1 1 I 目录 第一章 实验简介 1 1 1 实验目的 1 1 2 实验内容 1 第二章 STM32 实验平台 2 2 1 STM103V100 评估板 STM103F103V8 2 2 2 STM103V100 评估板主要性能 2 第三章 STM32 实验 4 3 1 GPIO 端口实验 4 3 2 内核定时器实验 8 3 3 外部中断实验 11 3 4 中断控制器实验 15 3 5 串行通讯接口实验 21 3 6 实时时钟实验 25 3 7 看门狗实验 独立 33 3 8 通用定时器实验 38 3 9 DMA 控制器实验 43 3 10 A D 转换器实验 49 3 11 SPI 通信接口实验 55 3 12 STM32 综合应用 TFT LCD 60 1 第一章第一章 实验简介实验简介 1 1 实验目的实验目的 通过此实验系统 让学生掌握一种硬件开发平台 进而熟悉嵌入式系统 ARM 的基本硬件平台及其 构成 熟练掌握一种软件开发平台 熟练掌握 ARM 嵌入式系统硬件的配置初始化过程 从而掌握 ARM 嵌入式系统硬件的使用 通过实验理解 ARM 嵌入式系统库开发概念 掌握库开发原理及应用 通过以 M3 为内核的 STM32F103V8 开发板的学习 掌握 M3 内核的特点 掌握 STM32 处理器的 结构及编程 学习 GPIO 嵌套向量中断控制器 外部中断控制器 串行通行接口 实时时钟 看门狗 通用定时器 DMA 控制器的原理及其掌握其运用 学习 IIC SPI 接口等接口的原理及掌握其运用 通 过实验能综合运用 STM32 实现基本的嵌入式运用 1 2 实验内容实验内容 依据实验大纲的内容 开设 11 个实验项目 GPIO 端口实验 内核定时器实验 外部中断控制实验 中断控制器实验 串行通讯接口实验 实时时钟实验 看门狗实验 通用定时器实验 DMA 控制器实 验 A D 转换器实验 SPI 通信接口实验 STM32 处理器应用 2 第第二二章章 STM32 实验平台实验平台 2 1 STM103V100 评估板评估板 STM103F103V8 STM103V100 评估板是深圳市英蓓特信息技术有限公司新推出的一款基于 ST 意法半导体 STM32F10X 系列处理器的全功能评估板 STM103V100 评估板有 USB Motor Control CAN SD 卡 Smart 卡 UART 等丰富的外设 2 2 STM103V100 评估板评估板主要性能主要性能 处 理 器 STM32F103V8T6 100 pins 兼 容 STM32F103RBT6 STM32F103R8T6 STM32F103C8T6 和 STM32F103C6T6 处理器 纽扣后备电池支持 RTC 3 8M 的 SPI 接口 Flash 启动跳线设置 将所有的引脚引出 通过排针和 Base Board V100 相连 3 路可选电源 分别是外接 5V DC 供电 USB 供电和子板供电 一个 SD 存储卡接口 TFT LCD 和 16x2 字符型液晶接口 外扩一个温度传感器 一个电机接口 三种调试接口 可选 SWD 或 20Pin JTAG 接口或 USB uLinkMe 接口调试 2 个 RS232 串行口 其中一个支持 RTS CTS 功能 一个 USB Slave B 型接口 一个可以具有控制四个方向和确定功能的摇杆手柄 四个按键是 Reset Wakeup Temper 和 User 按键 四个 Led 灯 一路立体声音频输出接口 一路麦克风接口 一个 CAN 总线接口 通过 DB9 接口引出 STM103V100 STM103V100 评估板的基本结构评估板的基本结构 4 第三章第三章 STM32 实验实验 3 1 GPIO 端口端口实验实验 3 1 1 实验目的实验目的 通过实验掌握 ARM 芯片使用 GPIO 端口 掌握 GPIO 端口控制 LED 显示 掌握系统时钟的配置 学会逻辑分析仪的使用 掌握库开发原理及方法 3 1 2 实验设备实验设备 硬件 Embest EduKit M3 实验平台 ULINK2 仿真器套件 PC 机 5 软件 Vision IDE for ARM MDK 集成开发环境 Windows 7 XP 3 1 3 实验内容实验内容 控制 EduKit M3 实验平台的发光二极管 LED1 LED2 LED3 LED4 使它们有规律的点亮 具体顺序如下 LED1 亮 LED2 亮 LED3 亮 LED4 亮 如此反复 3 1 4 实验原理实验原理 图 3 1 LED1 4 连接图 如图 3 1 所示 LED1 4 分别与 PC6 9 相连 通过 PC6 9 引脚的高低电平来控制发光二极管的亮与 灭 当这几个管脚输出低电平的时候发光二极管熄灭 反之 发光二极管点亮 如果端口 C 被配置为输入端口 可以从引脚读出相应外部输入源输入的数据 如果端口被配置为 输出端口 向寄存器写的数据可以被送往相应的引脚 如果端口被配置为功能引脚 从该引脚读出的数 据不确定 3 3 5 软件程软件程序设计序设计 1 程序完成以下工作 程序完成以下工作 1 配置系统时钟 RCC 2 配置 GPIOC 端口 PC6 PC7 PC8 PC9 作为输出 2 整个工程包含文件 整个工程包含文件 STM32F10 x s STM32F10 x it c STM32F10 x gpio c STM32F10 x rcc c STM32F10 x macro s STM32F10 x flash c main c 3 主程序中函数 主程序中函数 GPIO Configuration 函数负责配置 GPIO 端口 RCC Configuration 函数负责配置系统时钟信号 3 1 6 实验实验操作步骤操作步骤 1 准备实验环境准备实验环境 使用 ULINK2 仿真器连接 Embest EduKit M3 实验平台的主板 JTAG 接口 使用 Embest EduKit M3 实验平台附带的电源适配器 连接实验平台主板上的电源接口 2 打开打开开发环境 新建工程开发环境 新建工程 1 新建工程保存文件夹 GPIO 在 GPIO 文件夹下拷贝好库文件 src 与 inc 在 GPIO 文件夹下新 建 startup source interrupt listing out 文件夹 在 startup 下拷贝启动代码文件 STM32f10 x S 6 在 interrupt 下拷贝中断文件 STM32f10 x it C 在 source 下拷贝用户配置文件 STM32f10 x conf h 新建工程 GPIO test 保存至 GPIO 文件夹 新建 main c 保存至 source 下 2 在开发环境工程管理区新建 startup source interrupt library 项 在各项中添加相应的文件 编写完成相应的程序文件 main c 等 配置工程选项 3 完成程序编码 编译连接工程 无误后使用模拟环境调试程序 使用逻辑分析仪观测结构 4 模拟调试正确后 打开 Flash 菜单 Download 将程序下载到开发板的 Flash 中 按 RESET 键复位 观察 LED 的情况 3 观察实验结果观察实验结果 程序运行以后 观察四个 LED 灯 会发现其顺序点亮以及熄灭 3 1 7 实验参考程序实验参考程序 main c 参考如下 include stm32f10 x lib h ErrorStatus HSEStartUpStatus extern vu32 TimingDelay void RCC Configuration void void GPIO Configuration void void Delay vu32 nTime void SysTick Configuration void int main void Configure the system clocks RCC Configuration SysTick Configuration Configure the GPIO ports GPIO Configuration int i for i 2000000 i 0 i GPIOC ODR 0 xfffffc4f for i 2000000 i 0 i GPIOC ODR 0 xfffffc8f for i 2000000 i 0 i GPIOC ODR 0 xfffffd0f for i 2000000 i 0 i GPIOC ODR 0 xfffffe0f void RCC Configuration void RCC system reset for debug purpose RCC DeInit Enable HSE RCC HSEConfig RCC HSE ON Wait till HSE is ready HSEStartUpStatus RCC WaitForHSEStartUp if HSEStartUpStatus SUCCESS HCLK SYSCLK RCC HCLKConfig RCC SYSCLK Div1 7 PCLK2 HCLK RCC PCLK2Config RCC HCLK Div1 PCLK1 HCLK 2 RCC PCLK1Config RCC HCLK Div2 Flash 2 wait state FLASH SetLatency FLASH Latency 2 Enable Prefetch Buffer FLASH PrefetchBufferCmd FLASH PrefetchBuffer Enable PLLCLK 8MHz 9 72 MHz RCC PLLConfig RCC PLLSource HSE Div1 RCC PLLMul 9 Enable PLL RCC PLLCmd ENABLE Wait till PLL is ready while RCC GetFlagStatus RCC FLAG PLLRDY RESET Select PLL as system clock source RCC SYSCLKConfig RCC SYSCLKSource PLLCLK Wait till PLL is used as system clock source while RCC GetSYSCLKSource 0 x08 Enable GPIOB GPIOC and AFIO clocks RCC APB2PeriphClockCmd RCC APB2Periph GPIOC ENABLE void GPIO Configuration void GPIO InitTypeDef GPIO InitStructure GPIO InitStructure GPIO Pin GPIO Pin 6 GPIO Pin 7 GPIO Pin 8 GPIO Pin 9 GPIO InitStructure GPIO Speed GPIO Speed 50MHz GPIO InitStructure GPIO Mode GPIO Mode Out PP GPIO Init GPIOC 3 1 8 练习题练习题 改变四个灯的点亮次序 一次为 LED4 LED3 LED2 LED1 8 3 2 内核定时器实验内核定时器实验 3 2 1 实验目的实验目的 通过实验掌握 ARM 处理器的中断方式和中断处理 熟悉 STM32X 的中断控制寄存器的使用 通过实验掌握 M3 内核定时器的使用方法 3 2 2 实验设备实验设备 硬件 Embest EduKit M3 实验平台 ULINK2 仿真器套件 PC 机 软件 Vision IDE for ARM 集成开发环境 Wi