如何利用C语言控制LED灯的实现

嵌入式开发爱好者 2022-11-30 6734

描述

第一：C语言板控制LED灯简介

实际工作中很少会使用到汇编去编写嵌入式驱动，毕竟汇编太难，写出来也不好理解，大部分情况下都使用C语言去编写。只是在开始部分用汇编初始化一下C语言环境，比如初始化DDR、设置堆栈指针SP等。当这些工作都做完以后就可以进入C语言环境，也就是运行C语言代码，一般都是进入main函数。所以都是进入main函数，有两部分文件要做：

1、汇编文件

汇编文件只是用来完成C语言环境搭建的。

2、C语言文件

C语言文件就是完成我们的业务层代码的，其实就是我们实际要完成的功能。其实STM32也是这样的，只是我们在开发STM32的时候没有想到这一点，以STM32中启动文件startup_stm32f10x_hd.s这个汇编文件就是完成C语言环境搭建的，当然还有一些其他处理，比如中断向量表等。

第二：实验程序实现

在STM32中，启动文件startup_hd.s就是完成C语言环境搭建的，当然还有一些其他的处理。

 Stack_Size EQU 0x00000400
                 AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem SPACE Stack_Size
 __initial_sp
;  Heap Configuration
;  Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; 


Heap_Size EQU 0x00000200


   AREA HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
   __heap_base
   Heap_Mem SPACE Heap_Size
__heap_limit
//省略掉部分代码
Reset_Handler PROC
    EXPORT Reset_Handler [WEAK]
    IMPORT __main
    IMPORT SystemInit
    LDR R0, =SystemInit
    BLX R0 
    LDR R0, =__main
    BX R0
    ENDP

代码分析：设置栈的大小，这里设置为0X400=1024字节。下面遇到的__initial_sp就是初始化SP指针。设置堆的大小，复位中断服务函数，STM32复位完成以后会执行中断服务函数。调用SystemInit()函数来完成其他初始化工作，会调用__main是库函数实现。

.global _start /* 全局标号 */
_start:
/* 进入 SVC 模式 */
 mrs r0, cpsr
 bic r0, r0, #0x1f /* 将 r0 的低 5 位清零，也就是 cpsr 的 M0~M4 */
 orr r0, r0, #0x13 /* r0 或上 0x13,表示使用 SVC 模式 */
 msr cpsr,r0       //将r0的数据写入到cpsr_c中   
 ldr sp, =0X80200000 /* 设置栈指针 */
 b main /* 跳转到 main 函数 */

这里我们可以设置处理器运行于SVC模式下，处理器模式的设置是通过修改CPSR程序状态寄存器来完成的。上面编写的start.s文件中却没有初始化DDR3的代码，但是却将SVC模式下的SP指针设置到了DDR3的地址范围中，这不会出问题吗？肯定不会的，DDR3肯定还是要初始化的，DCD数据包含了DDR配置参数，内部的Boot ROM会读取DCD数据中的参数完成DDR初始化的。

第三：C语言实验控制程序

C语言部分有两个文件件 main.c 和 main.h，main.h 里面主要是定义的寄存器地址，在 main.h里面输入代码：

#ifndef __MAIN_H
#define __MAIN_H
//CCM相关寄存器地址
#define CCM_CCGR0 *((volatile unsigned int *)0X020C4068)
#define CCM_CCGR1 *((volatile unsigned int *)0X020C406C)
#define CCM_CCGR2 *((volatile unsigned int *)0X020C4070)
#define CCM_CCGR3 *((volatile unsigned int *)0X020C4074)
#define CCM_CCGR4 *((volatile unsigned int *)0X020C4078)
#define CCM_CCGR5 *((volatile unsigned int *)0X020C407C)
#define CCM_CCGR6 *((volatile unsigned int *)0X020C4080)
//相关寄存器地址
#define SW_MUX_GPIO1_IO03 *((volatile unsigned int *)0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03 *((volatile unsigned int *)0X020E02F4)
//GPIO1相关寄存器地址
 #define GPIO1_DR *((volatile unsigned int *)0X0209C000)
 #define GPIO1_GDIR *((volatile unsigned int *)0X0209C004)
 #define GPIO1_PSR *((volatile unsigned int *)0X0209C008)
 #define GPIO1_ICR1 *((volatile unsigned int *)0X0209C00C)
 #define GPIO1_ICR2 *((volatile unsigned int *)0X0209C010)
 #define GPIO1_IMR *((volatile unsigned int *)0X0209C014)
 #define GPIO1_ISR *((volatile unsigned int *)0X0209C018)
 #define GPIO1_EDGE_SEL *((volatile unsigned int *)0X0209C01C)


 #endif

在main.h中以宏定义的形式定义要使用到所有的寄存器，后面的数字就是其地址信息，比如CCM_CCGR0 寄存器的地址就是 0X020C4068，这个很简单，很好理解。main.c函数的具体实现。

#include "main.h"
//使能外设的所有时钟
void clk_enable(void)
{
 CCM_CCGR0 = 0xffffffff;
 CCM_CCGR1 = 0xffffffff;
 CCM_CCGR2 = 0xffffffff;
 CCM_CCGR3 = 0xffffffff;
 CCM_CCGR4 = 0xffffffff;
 CCM_CCGR5 = 0xffffffff;
 CCM_CCGR6 = 0xffffffff;
 }
 
 //初始化LED对应的GPIO时钟
 void led_init(void)
 {
    /* 1、初始化 IO 复用, 复用为 GPIO1_IO03 */
     SW_MUX_GPIO1_IO03 = 0x5;
     
   //配置GPIO1_IO03属性
     SW_PAD_GPIO1_IO03 = 0X10B0;
     
   //初始化GPIO，GPIO_IO03设置为输出
     GPIO1_GDIR=0X0000008;
     
   //设置GPIO1_IO03输出低电平，打开LED0
      GPIO1_DR = 0x0;
 }
 
 //打开对应的LED灯
 void led_on(void)
 {
   //将GPIO1_DR 的 bit3 清零 
   GPIO1_DR &= ~(1<<3);
 }
 
 //关闭LED灯
 void led_off(void)
 {
     GPIO1_DR |= (1<<3);
 }
 
 //短暂的延时函数
 void delay_short(volatile unsigned int n)
 {
    while(--){}
 }
 
 //延时大约1ms的函数
 void delay(volatile unsigned int n)
 {
     while(n--)
     {
       delay_short(0x7ff);
     }
 }
 
 int main(void)
 {
     clk_enable(); /* 使能所有的时钟 */
     led_init(); /* 初始化 led */
    
     while(1) /* 死循环 */
 { 
    led_off(); /* 关闭 LED */
    delay(500); /* 延时大约 500ms */
  
    led_on(); /* 打开 LED */
    delay(500); /* 延时大约 500ms */
 }


     return 0;
 }

利用Makefile文件可以进行编译，将对应的可执行文件，放到开发板上，可以看到LED大概500ms闪烁一次。

总结：利用C语言实现底层驱动的控制，要注意可执行程序放的位置，以及如何链接编译等。

审核编辑：郭婷

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