stm32学习笔记---新建工程步骤和点灯演示

STM32的三种开发方式

基于寄存器的方式

基于库函数的方式

基于Hal库的方式

固件库介绍

新建基于标准库的工程步骤

配置寄存器来完成点灯操作

添加库函数来完成点灯操作

添加库函数

开始点灯操作

第一步：使能时钟

第二步：配置端口模式

第三步：设置端口的高低电平

新建工程里的启动文件选择

总结一下新建工程的步骤

工程的架构解析

声明：本专栏是本人跟着B站江科大的视频的学习过程中记录下来的笔记，我之所以记录下来是为了方便自己日后复习。如果你也是跟着江科大的视频学习的，可以配套本专栏食用，如有问题可以QQ交流群：963138186

本篇我们来建立一个STM32的工程。这个STM32的工程结构还是比较复杂的，需要用到很多文件，之后我们的代码也都是需要建立在工程结构上的。所以在开始学习后续内容之前，我们先来学习一下如何新建STM32的工程。

STM32的三种开发方式

目前STM32的开发方式主要有基于寄存器的方式、基于标准库，也就是库函数的方式和基于Hal库的方式。

基于寄存器的方式

这种方式和我们51单片机的开发方式一样，是用程序直接配置寄存器来达到我们想要的功能，这种方式最底层、最直接，效率会更高一些。但是由于STM32的结构复杂，寄存器太多，所以基于寄存器的方式目前是不推荐的。

基于库函数的方式

库函数是使用ST官方提供的封装好的函数，通过调用这些函数来间接的配置寄存器。由于ST对寄存器分装的比较好，所以这种方式既能满足对寄存器的配置，对开发人员也比较友好，有利于提高开发效率。我们将要学习的就是库函数的开发方式。

基于Hal库的方式

Hal库的方式可以用图形化界面快速配置STM32，这个比较适合快速上手STM32的情况。但是这种方式隐藏了底层逻辑，如果你对STM32不熟悉，基本只能停留在很浅的水平。所以目前暂时不推荐HAL库，但是推荐你学过标准库之后去了解一下这个方式，毕竟这个HAL库还是非常方便的。

那使用库函数的方式，我们需要准备一个STM32库函数的压缩包。

压缩包链接：链接：https://pan.baidu.com/s/1_TWD5z51sjYGjot-1gLWww

提取码：60ix

固件库介绍

首先打开固件库，解压

看到一个STM32F10x标准外设库这个压缩包

把它解压，然后打开解压后的文件夹，第二个文件存放的就是我们库函数的文件

打开就可以看到两个文件，我们之后建工程时会用到

第三个文件project是官方提供的工程示例和模版，以后使用库函数的时候可以参考一下

打开可以看到两个文件

第四个是Utilities是STM32官方评估板的相关例程

打开可以看到一个文件，评估板就是官方用STM32做的一个小电路板，用来测评STM32的，

这个文件夹里面存的就是这个小电路板的测评程序。

接下来后面两个文件，一个是库函数的发布文档，一个是使用手册，发布文档里有一些版本的说明，使用手册里有教怎么使用这个库函数的，大家有时间可以看一下。

那接下来我们就正式开始新建一个基于标准库的工程。

新建基于标准库的工程步骤

首先，我们需要先建立一个存放工程的文件夹。比如在D盘、E盘等位置。起个名字可以叫STM32PROJECT

以后我们的工程都存在这个文件夹下，这样比较方便管理。接着我们打开Keil5软件，点击project project

然后选择我们刚才新建的文件夹，

在这里要再新建一个文件夹，用来存放本次的工程，起个名字叫2-1 STM32工程模板。

然后点进去，接下来给工程文件起个名字，在这里我们可以起一个通用一点的名字。

注意：需要说明这个工程是干啥的话可以在文件夹名称说明，因为文件夹的名称是很方便改的，而这个工程名称以后不太方便改，所以我们就起个project的名称，然后点击保存。

接下来选择器件型号，我们的芯片型号是STM32F103C8T6，所以这里选择STM32F103C8，点击OK。

这里弹出的是KO软件的一个新建工程小助手，这个可以帮助我们快速新建工程，那我们暂时不用这个小助手，可以把它关掉。

接下来工程就建好了，但是这里的工程文件是空的，现在这个工程还是不能直接用的，

我们需要给它添加一些工程的必要文件，那我们打开固件库的文件夹，

进去打开这个文件夹

进去再打开这个文件

进去再打开这个文件夹

进去再打开

进去再打开这个文件夹

就可以看到这些文件

那这些就是STM32的启动文件，STM32的程序就是从启动文件开始执行的。

我们把这些文件全部都复制下来。

然后回到工程模板文件夹里。可以看到这些就是我们刚才新建工程自动生成的文件，

如果直接把启动文件也放在这里，就有点儿太乱了

所以我们需要新建一个文件夹，可以叫做start。

然后把启动文件粘贴到start这里面。

接着我们回到刚刚固件库的STM32F10X文件夹，

可以看到STM32F10X.h和两个system开头的文件。

这个STM32F10X.h就是STM32的外设寄存器描述文件，它的作用就跟51单片机的头文件regx52.h一样，是用来描述STM32有哪些寄存器和它对应的地址的。那两个system文件主要是用来配置时钟的。STM32，主频72MHz，就是system文件里的函数配置的。

那我们把这3个文件复制下来，

也粘贴到start文件夹下。

接下来，因为这个STM32是内核和内核外围的设备组成的，而且这个内核的寄存器描述和外围设备的描述文件不是在一起的，所以我们还需要添加一个内核寄存器的描述文件。

我们可以打开CM3，

进去打开这个文件夹

看到两个文件

这两个CM3文件就是内核的寄存器描述。当然它还带了一些内核的配置函数，所以多了个点C文件，我们把它俩一并复制下来，也粘贴到start文件夹下。

到此为止，我们工程的必要文件就复制完成了。

然后我们回到keil软件，把我们刚才复制的那些文件添加到工程里来。

我们可以点击选中这个source group,

然后再单击一下，把这个组改一下名字，也叫start，

接着右键选择添加已经存在的文件到组里来。

打开start文件夹，把下面这个文件过滤器选择all files, 这样我们就能看到文件夹里的所有文件了。

我们首先添加一下启动文件，这个启动文件有很多分类，我们只能添加启动一个。我们当下学习的所用型号需要选择这个后缀为md.s的启动文件。我们选中它。点击add。

至于启动文件这个怎么选择，文章再讲。

然后剩下的.c和.h文件都要添加进来，我们可以按住CTRL键，然后依次选择它们，点击add，然后close。这样我们start文件夹里面的文件就添加好了。

这里的文件都是STM32里最基本的文件，是不需要我们修改的，我们添加进来即可，那大家可以看到这个文件图标上带了个小钥匙，这个意思是它是个只读文件。

我们可以打开试一下，这些信息都是不让我们修改的。

最后，我们还需要在工程选项里添加上这个文件夹的头文件路径，要不然软件是找不到点去文件的。

我们点击这个魔术棒按钮，打开工程选项，

在C/C++里找到这个include passes栏，然后点击右边三个点的按钮。

在这里新建路径，然后再点3个点的按钮，

把start的路径添加进来，点击OK，这样就把这个文件夹的头文件路径添加进来了。

接下来我们再新建一个main函数，看看这个工程是不是可行。

我们打开工程文件夹，然后新建一个文件夹，叫做user，我们的main函数就放在这个文件夹里。

然后Keil里在target这里右键点击添加组。

改个名字叫user。

然后在User右键点击添加新文件，

选择C文件

名字叫main。下面的路径注意一下，要选择User文件夹，要不然默认是放在文件夹外面的。

选择改成User文件夹

然后点击add，这样我们就有了main.c文件了。

那在工程文件夹的User目录下也可以看到我们新建的main.c文件。

在这个main.c里，我们先右键插入头文件，选择STM32F10X.H，

然后写一个main函数。

这里注意：main函数是一个int型返回值，void的参数的函数，还有文件的最后一行必须要是空行，要不然会报警告。

然后我们点击这个按钮，编译并建立工程。

可以看到下面提示的是0错误，0警告，那这就说明我们建立的工程是没问题的。

这个工程目前还没有添加STM32的库函数，所以它还是一个基于寄存器开发的工程。如果你想用寄存器开发STM32，那工程建到这里就可以了。

接下来演示一下如何通过配置寄存器来完成点灯的操作。

配置寄存器来完成点灯操作

当然直接操作寄存器的方式不是我们学习的重点，大家了解一下即可。

接着我们需要拿出STM32的最小系统板和STLINK（或者DAP）以及四根母对母的杜邦线，按照插针边上的标识，把3.3V，SWDIO、SWCLK、GND对应连接好，插好之后就是这个样子的。

SLINK仿真器下载连接图

如果你使用的是DAP，那么就照DAP仿真器下载连接图连接

然后把STLINK或者DAP插在电脑上。

插上电之后，这个板子上的电源灯应该会常亮，另一个连接在PC13口上的灯默认应该是闪烁的状态，这是芯片里的一个测试程序，然后我们在在Keil里面配置一下调试器.

点击魔术棒按钮，选择debug。

这个调试器默认是ULINK，

如果用的是STLIKN, 就改成STLINK debug，如果用的是DAP，就改成DAP debug

然后再点击右边的Setting按钮，

在flash下载这一项，把这个reset and run这一项勾上，勾上这一项之后，我们下载程序后会立马复位并执行，这样方便一些，否则每次下载之后还需要按一下板子上的复位按键才能执行程序。

那配置好调试器之后，点击确认OK，然后重新编译一下。

没有错误

再点击这个Dowdload的按钮，如果一切正常的话，这个程序就会下载到STM32里面了。

我们看一下板子，可以看到这个灯已经不闪了，因为我们目前的程序啥都没有。

那接下来我们就配置一下寄存器来点亮这个灯，我们只需要配置三个寄存器就可以点灯了。

我们可以打开STM32的参考手册，首先是RCC的一个寄存器来使能GPIOC的时钟，

GPIO都是APB2的外设，所以在这个APB2外设时钟使能寄存器RCC APB2ENR里面配置。

可以看到这里有个IOPCEN, 这一位就是使能GPIOC的时钟的。

下面的解释是这一位写1，就是打开GPIOC的时钟。

那这一位写1，其他的无关项我们先都给0，那整个寄存器的二进制数据换成16进制就是四个一分组，也就是00000010。

然后我们回到keil，在while死循环之前写上RCC的APB2ENR寄存器=0X00000010，这样就可以打开GPIOC的时钟了。

然后第二个寄存器，我们需要配置一下PC13口的模式。我们可以找到端口配置高寄存器GPIOx_CRH，这个x可以是A到E的任意一个字母。

然后右边的CNF13和MODE13就是用来配置13号口的。

下面的说明我们看一下，这个CNF我们需要配置为通用推挽输出模式，也就是这两位为00，MODE要配置为输出模式，最大速度可以给50MHz，也就是这两位为11。

最后我们对照上面的寄存器，这四位为0011，其他的我们也都给它配置为0，这样整个寄存器的值换算成16进制，就是00300000。

然后我们回到keil，在这里写上GPIOC的CRH=0x00300000;

接下来我们就可以给PC3口输出数据了。

我们可以看到这个端口输出数据寄存器GPIOx_ODR。

中间有一位ODR13，这一位写1，13号口就是高电平，写0就是低电平。

如果写1的话，ODR的值就是00002000。

那在这里我们写上GPIOC的ODR=0X00002000;

因为这个灯是低电平点亮的，所以我们给ODR全为0就是亮，给ODR =0X00002000就是灭。

那我们试一下，先给ODR全0。

编译

无错误

下载

这时可以看到这个PC13的灯已经亮起来了。

如果我们给ODR 2000的话

编译下载，再看一下，灯就灭了。

那这就是配置寄存器的方式进行点灯的操作。

可以看出来，这种方式需要不断的查手册，来了解每个寄存器的每一位都是干啥的。而且这个操作方式也有个弊端，就是我们把除了PC13之外的位都配置成了0，这样会影响到其他端口的原有配置。

如果要做到只配置PC13而不影响其他位，那还需要与等于和或等于的操作，这个在51单片机的视频里我们也经常遇到，那这样配置就会更加麻烦。

所以这种寄存器的操作方式虽然代码简洁，但是还是不太方便。

那接下来我们就要为这个工程添加库函数了，看看库函数和寄存器的操作方式有哪些区别。

添加库函数来完成点灯操作

添加库函数

我们打开工程文件夹，在这里新建一个文件夹叫library，用来存放库函数。

接着打开固件库的文件夹，

打开libraries，

stm32标准外设驱动

打开SRC，

这些就是库函数的原文件，

这个misc.c是内核的库函数，其他的就是内核外的外设库函数了，misc就是混杂的意思。

ST公司把内核的库函数都发配到杂项里面去了。

那我们按ctrl +A全选，然后复制

在我们刚刚自己创建的library文件夹下粘贴。

然后再打开固件库的inc文件夹。

这些是库函数的头文件，我们继续ctrl +A全选，然后复制在library文件夹下粘贴。

接着回到Keil软件，同样在target处右键，然后添加组。

改个名字叫library。

再右键添加已经存在的文件，

打开library，

ctrl+A全选，Add

这样就把所有的库函数文件都添加进来了。

但是对于这个库函数来说，现在还不能直接使用，我们需要再添加一个文件。

我们打开固件库文件夹，打开project

打开stm32 template，

可以看到STM32f10x_conf.h和两个it结尾的文件。

这个conf.h文件是用来配置库函数头文件的包含关系的。另外这里面还有一个用来参数检查的函数定义，这是所有库函数都需要的。 2个it.c文件是用来存放中断函数的.

我们把这3个文件复制下来。

然后粘贴到工程的User目录下。

接着回到keil软件，在User组里把刚才那3个文件添加进来。

最后还需要一个宏定义。

我们可以在这个头文件右键打开文件，然后滑到最下面。

看到这个语句，

这是一个条件编译，意思是如果你定义了使用标准外设驱动（USE_STDPERIPH_DRIVER）这个字符串，下面这个#include "stm32f10x_conf.h"语句才有效，所以我们还需要复制一下这个字符串。

然后打开工程选项。

在C/C++的define栏目粘贴这个字符串。

这样才能包含标准外设库，也就是库函数。

当然还有下面的头文件路径，

也不要忘了把这个user和library目录的路径也都添加上，然后OK。

这样我们基于库函数的工程就建好了。

我们可以看一下这个library里面的库函数也都带了钥匙，不需要我们更改。

我们唯一需要更改的就是user组里面的这些文件。

那我们点一下这个三个箱子的按钮，把这个library往上挪一下，把这些不用改的都放到最上面，这样看着舒服一下。

那我们编译看一下。这个第一次编译会比较慢，以后就快一些了。可以看到是0错误，0警告，这说明我们的工程建立是成功的。

开始点灯操作

然后我们再用库函数来实现点灯的操作，我们先把这3句删了，

第一步：使能时钟

那库函数其实也是间接的配置寄存器，所以他们的步骤也是一样的，首先是使能时钟，那库函数就有这样一个函数来开启时钟。

叫RCC_APB2PeriphClockCmd外设时钟控制。然后这里提示有两个参数，第一个是选择外设，第二个是选择新的状态。

我们可以右键跳到函数定义。

这上面有函数的简介和参数说明：

简介说这个函数是用来使能或者失能APB2的外设时钟。第一个参数可以是下面这些值。

那我们可以找到APB2外设GPIOC这一项，然后复制。

直接作为第一个参数即可。

然后我们再回过去看第二个参数new state的值可以是enable或者disable。

那么复制enable。

放在第二个参数的位置。

这样GPIOC的外设时钟就配置好了。

我们可以看一下这个函数，它的内部其实还是配置RCC_APB2ERNR这个寄存器，

但是经过函数的包装，我们不需要再去查手册来确认哪一位是干啥的了，而且这里它已经帮我们用“或等于”和“与等于”来操作了，所以这个库函数的配置是不会影响到寄存器的其他位的。这就是库函数和寄存器的区别。

那我们看到这个代码虽然比寄存器长，但是语义更加明确，也不需要我们再查表计算这个寄存器的值了。我们只需要调用库函数，按照它的提示把参数填好就行了，所以说从这点儿对比上来看，库函数是比寄存器有更大优势的。

第二步：配置端口模式

配置端口模式我们需要用到GPIO_Init这个函数。然后有两个参数，第一个是选择哪个GPIO，第二个是参数的结构体。

这个比上一个函数要麻烦一些，但也是一个套路，我们根据提示来配置参数即可。

这里使用了结构体来配置参数，代码逻辑还是有些复杂的，这个我们下篇还会继续讲，大家先跟着操作就行了。

我们首先还是去到这个函数的定义，

可以看到这个函数的介绍是根据GPIO_Init结构体的参数来配置GPIO，

第一个参数GPIOx，其中X可以是A到G，来选择你要配置哪个GPIO，

那我们是PC13口的led，所以第一个参数就写GPIOC：

第二个参数是一个GPIO_InitTypeDef的结构体

我们需要先定义一个结构体。那在上面我们先把这个结构体的类型写上。

然后给结构体起个名字，这个名字可以随便起，但是根据官方的推荐，我们最好起这样的名字，叫GPIO_InitStructure;

然后我们把结构体的每一个参数填上。复制粘贴结构体的名字

然后用”.”来引出结构体的参数，可以看到这个结构体有3个参数，分别是GPIO模式，GPIO端口，GPIO速度。

那我们先把这3个参数都罗列出来。

最后也还是一样，右键转到mode的定义，

在右边的介绍说，这个参数可以是GPIO Mode_TypeDef里面的一个值。

因为这是注释里面的东西，所以没办法用右键跳转了。那这里我们需要选中这个字符，按一下CTRL+F，搜索一下这个定义的位置。

点击find next，

可以看到这是个枚举，GPIOMode就是这里的其中一个值。

然后我们选择Out_PP这一项，复制，这个就是通用推挽输出

然后在这里写上GPIO_Mode_Out_PP;

这样这个参数就配置好了。

然后我们继续看下一个参数，同样转到它的定义这里，

下面出现了一个框，这个是说它的定义有很多个，我们来看一下。

我们选择这个member这一项双击，

然后跳转的其实还是刚才那个位置。

然后看一下这个GPIO_Pin的说明，它说这个参数在GPIO_ pins_define里面定义了

我们还是一样，选中ctrl+F，find next.

可以看到这里有个宏定义的列表，

我们选择GPIO_Pin_13，复制，然后填在第二个位置，

第三个参数也是一样，右键跳到定义。选中ctrl+F， find NEXT

在这里选中50MHz的速度复制。

在这里粘贴，

那结构体变量就有了，我们就可以填这个GPIO_Init的第二个参数了。那在这里有说明，这个第二个参数是一个指向结构体的指针。

所以这里我们需要传递结构体的地址，那我们复制结构体的名字，粘贴到这个位置，然后前面加上一个取地址的符号。

这个GPIO模式配置就完成了。

这个配置的操作方式看上去比较难理解，但是STM32的这种方式都是固定的，大家多打几次就知道怎么用了。

第三步：设置端口的高低电平

最后我们设置端口的高低电平来进行点灯：

这里有个函数GPIO_SetBits, 这个就可以把指定端口设置为高电平，大家也可以右键去看一下参数的说明。

那这里我就直接填了，第一个是GPIOC，第二个是GPIO_Pin_13

这一句就可以将PC13号口置为高电平。

接下来置低电平也有函数，叫GPIO_ResetBits，参数同样是GPIOC，第二个是GPIO_Pin_13

这一句就可以将PC13号口置为低电平。

我们依次试一下。

先把高电平的注释掉，编译并下载，可以看到灯已经亮了，

再把低电平的注释掉，编译并下载，可以看到灯就灭了，

那这就是使用库函数的基本操作了。

最后还要补充新建工程里的启动文件选择。

新建工程里的启动文件选择

我们新建工程第一个加的就是启动文件。

这个启动文件有很多类型，至于选择哪一个，我们要根据芯片型号来选择。

那我们看这个表，

这里是STM32F1系列中的型号分类，其中根据flash的大小分为了：小容量产品flash为16~32K，简写为LD，中容量产品flash为16~128K，简写为MD，大容量产品flash为256~512K，减小为HD，加大容量产品flash>512K，简写为XL。

STM3F100的系列，ST把它叫做超值系列，简写为VL（Value Line）；

STM32F105和107系列，ST把它叫做互联型产品，这个就没有根据flash大小再分类了。如果你使用STM32F100的型号，就选择带VL的启动文件，然后再根据flash的大小选择LD、MD还是HD；如果你使用STM32F101/102/103的型号，就选择不带VL的，然后根据flash的大小选择LD/MD/HD还是XL。如果你使用STM3F105/107的型号，直接选择CL的启动文件即可。

那在这里我们可以看一下，

这个启动文件后面带的字母和表中的字母都是对应的，这样我们就知道了我们这个STM32F103的芯片就需要选择这四列。

又因为C8T6的flash是64K，所以选择MD的启动文件。

这就是STM32F1系列的型号分类和启动文件的选取。

总结一下新建工程的步骤

接下来我们再总结一下新建工程的步骤：

第一步，建立工程文件夹，Keil中新建工程，选择型号；

第二步，工程文件夹里建立start、 library、 user等文件夹，复制固件库里面的文件到工程文件夹。这一步是为了添加工程文件准备的，建文件夹是因为文件比较多，需要分类管理一下。这个文件夹的名称和数量没有限制，大家也可以根据自己的理解来建。另外，需要用的文件一定要复制到工程文件夹里面来，不要添加工程文件夹外面的文件。要不然你外面的文件一旦挪位置，工程里就找不到文件了，所以我们要复制文件到工程里来，保持工程的独立性。

第三步是工程里对应建立start 、library 、user等同名称的分组，然后将文件夹内的文件添加到工程分组里。 这一步的原因是在keil里方便管理文件，因为keil没法直接添加文件夹，所以还得重复一下，在keil里建立分组，然后添加文件。这个添加文件我们是把所有的.h文件和.c文件都添加进来了。因为.h文件是不参与编译的，所以其他很多工程都是不添加.h文件的。但是我认为把.h文件加进来比较方便，而且.h文件也是需要经常打开看的，所以我比较习惯把所有的文件都添加进来。

第四步是工程选项C/C++，Include Paths内声明所有包含头文件的文件夹。这一步是因为你这个start、 library等文件夹是你自己建的，keil软件并不知道，所以你要用自己文件夹里面的.h文件，就必须声明一下这个路径。最好就是你自己建的所有文件夹都声明一下，这样就不会出现.h文件找不到的问题了。

第五步是工程选项C/C++，Define内定义USE_STDPERIPH_DRIVER（使用标准外设驱动）这个字符串。这是使用库函数的条件编译，使用库函数就必须定义这个。另外，其他的工程在这个位置还声明了一个STM32F10X_MD的字符串，由于Keil在新建工程后自动就帮我们声明好了，这个不需要再额外声明了。所以在这个位置只需要声明使用标准外设驱动的字符串即可。第六步是工程选项debug，下拉列表选择对应调试器settings ，flash download, 勾选reset and run, 这个就是选择调试器来进行下载的选项了，我们用STLINK, 就选择STLINK的那一项即可，如果用DAP，就选择DAP即可。

这就是新建工程的基本步骤，新建工程也是很灵活的，大家只要符合要求都可以编译通过。每个人建工程的风格也不同，大家学会了之后，也可以建立一个属于自己风格的工程。

最后再额外的讲一下这个工程的架构。

工程的架构解析

看一下这个工程的每个文件都是干啥的，为啥需要这些文件？

那我们看到这个图，

首先是startup启动文件，这个是程序执行最基本的文件。我们可以看到，keil中启动文件是用汇编写的。

启动文件内定义了中断向量表、中断服务函数等。那这个中断服务函数中有一个复位中断，这就是整个程序的入口。当STM32上电复位或者按下复位按键之后，程序就会进入复位中断函数执行。复位中断函数主要就做了两件事情，第一个是调用SystemInit函数，第二个是调用main函数。对应启动文件的这里：