物聯(lián)網(wǎng)嵌入式技術(shù) 第2版 課件 知識(shí)點(diǎn) 1-2點(diǎn)亮一盞LED燈

引導(dǎo)案例引導(dǎo)案例國(guó)慶節(jié)燈展做題啦課前互動(dòng)題1：STM32F103芯片內(nèi)核為（）題2：ARM是（）公司的縮寫(xiě)，它是全球領(lǐng)先的（）提供商，不（）芯片，不向（）出售芯片，而是通過(guò)轉(zhuǎn)讓?zhuān)ǎ?，由（）生產(chǎn)出各具特色的芯片。Cortex-M3芯片設(shè)計(jì)半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)制造終端用戶(hù)設(shè)計(jì)方案合作伙伴任務(wù)發(fā)布課外拓展任務(wù)小結(jié)沖關(guān)學(xué)習(xí)01020304目錄任務(wù)發(fā)布任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34任務(wù)發(fā)布國(guó)慶期間，你收到一份客戶(hù)的訂單，要求制作一批流水燈作為裝飾。上個(gè)任務(wù)完成環(huán)境搭建，本次任務(wù)要點(diǎn)亮一盞LED燈，你的具體任務(wù)如下：正確完成工程的建立、配置與代碼的完善；正確下載程序到開(kāi)發(fā)板，并驗(yàn)證效果。1任務(wù)描述任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34任務(wù)發(fā)布2制定職業(yè)能力目標(biāo)能夠依據(jù)要求進(jìn)行設(shè)備的正確選型；能夠依據(jù)MCU的GPIO驅(qū)動(dòng)技術(shù)，使用HAL庫(kù)函數(shù)，正確的控制端口輸出；能夠樹(shù)立良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，注重知識(shí)的積累。任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34任務(wù)發(fā)布3重點(diǎn)分析01Cortex-M3GPIO的結(jié)構(gòu)；02HAL庫(kù)函數(shù)的使用方法。任務(wù)描述制定職業(yè)能力目標(biāo)12重點(diǎn)分析難點(diǎn)分析34任務(wù)發(fā)布02STM32F1定時(shí)器CR14難點(diǎn)分析01

識(shí)讀M3主控板的硬件電路圖；02HAL庫(kù)函數(shù)的使用方法。沖關(guān)學(xué)習(xí)3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型沖關(guān)學(xué)習(xí)1設(shè)備選型1設(shè)備選型1設(shè)備選型新大陸M3主控模塊沖關(guān)啦闖關(guān)題目題1：發(fā)光二極管為什么要串一個(gè)電阻？發(fā)光二極管一般的電流在20MA以?xún)?nèi)，加穩(wěn)流電阻可以防止電流變化太大導(dǎo)致二極管燒毀，指示發(fā)光二極管屬于電流型器件，實(shí)際工作時(shí)管壓降為2V左右，電流為10MA，一般我們選擇電阻的阻值是1K，這是經(jīng)驗(yàn)值。3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型沖關(guān)學(xué)習(xí)發(fā)光二極管電阻12認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包分析LED電路2知識(shí)儲(chǔ)備3認(rèn)識(shí)工程框架4認(rèn)識(shí)STM32GPIO567認(rèn)識(shí)GPIO外設(shè)接口函數(shù)發(fā)光二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)ED，是一種常用的發(fā)光器件，通過(guò)電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光，它在照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。發(fā)光二極管1發(fā)光二極管1家電行業(yè)智能產(chǎn)品玩具禮品汽車(chē)電子交通指示電子消費(fèi)美容保健燈飾照明工作原理發(fā)光二極管1工作原理這個(gè)地方放入PN結(jié)的動(dòng)畫(huà)工作原理發(fā)光二極管1發(fā)光二極管的正負(fù)極區(qū)分長(zhǎng)短腳判斷發(fā)光二極管的正負(fù)極01萬(wàn)用表來(lái)判斷發(fā)光二極管正負(fù)極0202發(fā)光二極管電阻12認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包分析LED電路2知識(shí)儲(chǔ)備3認(rèn)識(shí)工程框架4認(rèn)識(shí)STM32GPIO567認(rèn)識(shí)GPIO外設(shè)接口函數(shù)電阻2舞臺(tái)上的燈光收音機(jī)電扇你知道這些是如何實(shí)現(xiàn)的嗎？改變電路中電流大小電阻2改變電流大小的方法：1.改變電路兩端的電壓2.改變電路中的導(dǎo)體導(dǎo)體在導(dǎo)電時(shí)對(duì)電流有阻礙作用，不同導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用不同。概念：物理學(xué)中用電阻表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，導(dǎo)體的電阻越大，它對(duì)電流的阻礙作用就越大。（R）單位：歐姆Ω電阻2分流01例如：有甲、乙兩個(gè)燈泡，額定電流分別是0.2A和0.4A，顯然兩燈泡不能直接串聯(lián)接入同一電路。但若我們?cè)诩谉魞啥瞬⒙?lián)一個(gè)合適的分流電阻，則當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，甲、乙兩燈便都能正常工作了。限流0202在給蓄電池充電的電路中，為了使充電電流不超過(guò)規(guī)定值，可在電路中接入限流的電阻。在充電過(guò)程中，適當(dāng)調(diào)節(jié)接入電阻的大小，可使電流的大小保持穩(wěn)定。電阻的作用電阻2分壓03當(dāng)接入合適的分壓電阻后，額定電壓為3V的電燈便可接入電壓為12V的電源上。將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能0204電流通過(guò)電阻時(shí)，會(huì)把電能全部（或部分）轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。用來(lái)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器叫電熱器。電阻2上拉、下拉05電阻2一般與電容一起組合比較大的情況，構(gòu)成一個(gè)RC濾波器，去降低和濾除噪聲，還原真實(shí)有用信號(hào)。濾波作用0206一階RC低通濾波器1電阻2電阻的色環(huán)標(biāo)識(shí)棕

紅橙

黃

綠

藍(lán)

紫灰

白黑1234567890第一位數(shù)第二位數(shù)倍乘數(shù)允許誤差0

1021000

(1k)誤差：金色—

5%銀色—

10%無(wú)色—

20%棕色—

1%

10%倍乘數(shù)允許誤差100

10210k

1%發(fā)光二極管電阻12認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包分析LED電路2知識(shí)儲(chǔ)備3認(rèn)識(shí)工程框架4認(rèn)識(shí)STM32GPIO567認(rèn)識(shí)GPIO外設(shè)接口函數(shù)認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包3STM32Cube嵌入式軟件包的默認(rèn)安裝路徑為：C:\Users\XXX\STM32Cube\Repository，其中XXX為用戶(hù)名。寫(xiě)程序先找HAL庫(kù)手冊(cè)，手冊(cè)在哪里？嵌入式軟件包的存放路徑認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包3Documentation文件夾：MCU固件包和HAL庫(kù)使用的官方文檔。Middlewares文件夾：中間件組件。Projects文件夾：官方開(kāi)發(fā)板的例程。Utilities文件夾：各類(lèi)支撐文件，如字體文件和圖形應(yīng)用例程中使用的圖片文件等。認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包3HAL庫(kù)手冊(cè)發(fā)光二極管電阻12認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包分析LED電路2知識(shí)儲(chǔ)備3認(rèn)識(shí)工程框架4認(rèn)識(shí)STM32GPIO567認(rèn)識(shí)GPIO外設(shè)接口函數(shù)認(rèn)識(shí)工程框架4打開(kāi)任務(wù)二建立的“task1-2”,觀察MDK-ARM的軟件主界面。菜單欄工具欄代碼編輯窗口信息輸出窗口工程窗口認(rèn)識(shí)工程框架4認(rèn)識(shí)工程框架4用戶(hù)自編程序可添加于各個(gè)“USERCODEBEGIN”與“USERCODEEND”標(biāo)識(shí)之間。發(fā)光二極管電阻12認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包分析LED電路2知識(shí)儲(chǔ)備3認(rèn)識(shí)工程框架4認(rèn)識(shí)STM32GPIO567認(rèn)識(shí)GPIO外設(shè)接口函數(shù)認(rèn)識(shí)STM32GPIO5

查看STM32F103VET6手冊(cè)，芯片的GPIO分成幾組？每組有多少個(gè)引腳，如何表示？GPIO是什么？GPIO是通用輸入輸出端口的簡(jiǎn)稱(chēng)

，STM32芯片的GPIO引腳與外部設(shè)備連接起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)與外部通訊、控制以及數(shù)據(jù)采集的功能。認(rèn)識(shí)STM32GPIO5GPIO結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)STM32GPIO5GPIO工作模式GPIO初始化的結(jié)構(gòu)體指針類(lèi)型為GPIO_InitTypeDef，其原型定義如下：GPIO_MODE_INPUT：輸入模式GPIO_MODE_OUTPUT_PP：推挽輸出模式GPIO_MODE_OUTPUT_OD：開(kāi)漏輸出模式GPIO_MODE_AF_PP：推挽復(fù)用模式GPIO_MODE_AF_OD：開(kāi)漏復(fù)用模式GPIO_MODE_AF_INPUT：復(fù)用輸入模式GPIO_MODE_ANALOG：模擬量輸入模式GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空輸入

認(rèn)識(shí)STM32GPIO5

GPIO_Mode_AIN模擬輸入

認(rèn)識(shí)STM32GPIO5GPIO_Mode_Out_OD開(kāi)漏輸出(帶上拉或者下拉)

認(rèn)識(shí)STM32GPIO5GPIO_Mode_AF_OD開(kāi)漏復(fù)用輸出(帶上拉或者下拉)認(rèn)識(shí)STM32GPIO5GPIO_Mode_Out_PP推挽輸出(帶上拉或者下拉)

認(rèn)識(shí)STM32GPIO5GPIO_Mode_AF_PP推挽復(fù)用輸出(帶上拉或者下拉)

認(rèn)識(shí)STM32GPIO5發(fā)光二極管電阻12認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包分析LED電路2知識(shí)儲(chǔ)備3認(rèn)識(shí)工程框架4認(rèn)識(shí)STM32GPIO567認(rèn)識(shí)GPIO外設(shè)接口函數(shù)分析LED電路6IO高電平：二極管截止，LED燈滅IO低電平：二極管導(dǎo)通，LED燈亮LED電路還可以如何連接？發(fā)光二極管電阻12認(rèn)識(shí)STM32Cube嵌入式軟件包分析LED電路2知識(shí)儲(chǔ)備3認(rèn)識(shí)工程框架4認(rèn)識(shí)STM32GPIO567認(rèn)識(shí)GPIO外設(shè)接口函數(shù)分析LED電路6初始化函數(shù)：HAL_GPIO_Init()和HAL_GPIO_DeInit()控制函數(shù)：HAL_GPIO_ReadPin()、HAL_GPIO_WritePin()和HAL_GPIO_TogglePin()配置函數(shù)：HAL_GPIO_LockPin()中斷相關(guān)函數(shù)：HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()和HAL_GPIO_EXTI_Callback()

沖關(guān)啦闖關(guān)題目GPIO工作模式如下，請(qǐng)連線各自的特點(diǎn)GPIO_MODE_INPUTGPIO_MODE_OUTPUT_PPGPIO_MODE_OUTPUT_ODGPIO_MODE_AF_PPGPIO_MODE_AF_ODGPIO_MODE_AF_INPUTGPIO_MODE_ANALOG復(fù)位上電的時(shí)候，引腳不確定電平的高低將IO口作為模擬輸入接口，輸入的可能是變化的值，接收外部的模擬信號(hào)輸入要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行，可以作為電流型驅(qū)動(dòng)復(fù)用功能，不只是單純的作為輸入輸出，可以作為其他功能的引腳：串口、I2C、SPI，要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行IO輸出0-接GND，IO輸出1-接VCC，讀輸入值是未知的，輸出0，就一定是0，輸出1就一定是1復(fù)用功能，不只是單純的作為輸入輸出，可以作為其他功能的引腳：串口、I2C、SPI，輸出0，就一定是0，輸出1就一定是1（浮空輸入-IN-FLOATING）（推挽輸出）（開(kāi)漏輸出）（推挽復(fù)用）（復(fù)用輸入）（開(kāi)漏復(fù)用）（模擬量輸入）3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型沖關(guān)學(xué)習(xí)請(qǐng)參照任務(wù)工單完成相關(guān)內(nèi)容3熟悉工單步驟1：在STM32CubeMX中建立工程、進(jìn)行相關(guān)配置并生成代碼步驟2：在KeiluVision5中完善代碼步驟3：編譯程序步驟4：燒寫(xiě)程序步驟5：觀察效果3熟悉工單沖關(guān)啦闖關(guān)題目

題1：請(qǐng)描述完成點(diǎn)亮一盞LED燈的操作步驟（1）在STM32CubeMX中建立工程、進(jìn)行相關(guān)配置并生成代碼（2）在KeiluVision5中完善代碼（3）編譯、燒寫(xiě)、觀察效果3熟悉工單2知識(shí)儲(chǔ)備4任務(wù)實(shí)施1設(shè)備選型沖關(guān)學(xué)習(xí)請(qǐng)參照任務(wù)工單完成點(diǎn)亮一盞LED燈的操作請(qǐng)觀看任務(wù)實(shí)施視頻4任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)（一）Cortex-M3GPIO的結(jié)構(gòu)？任務(wù)小結(jié)（二）HAL庫(kù)常用函數(shù)語(yǔ)法任務(wù)小結(jié)初始化函數(shù)：HAL_GPIO_Init()和HAL_GPIO_DeInit()控制函數(shù)：HAL_GPIO_ReadPin()、HAL_GPIO_WritePin()和HAL_GPIO_TogglePin()配置函數(shù)：HAL_GPIO_LockPin()中斷相關(guān)函數(shù)：HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()