STM32控制LED灯亮灭实验指南

一、硬件准备

硬件清单

• 主控芯片：STM32F103C8T6（或其他类似型号）
• 开发板：STM32最小系统板
• LED灯：1个（建议加220Ω限流电阻）
• 杜邦线：若干
• USB转TTL模块：用于程序烧录（如CH340）

电路连接

• LED正极 → PA0（或其他GPIO引脚）
• LED负极 → GND
• USB转TTL模块 → STM32的UART1（PA9-TX, PA10-RX）

二、软件环境配置

工具安装

1. STM32CubeMX：图形化配置工具（官网下载）
2. Keil MDK/STM32CubeIDE：代码编写与调试工具
3. 串口驱动：CH340驱动（确保电脑识别USB转TTL模块）

创建工程

1. 打开STM32CubeMX，选择芯片型号（STM32F103C8）。

2. 配置时钟源：

   • RCC → High Speed Clock (HSE) 选择外部晶振（若开发板无外部晶振，使用内部时钟HSI）。

3. 配置GPIO：

   • 选择PA0引脚 → GPIO_Output。
   • 设置引脚模式：推挽输出（Push-Pull），无上拉下拉。

4. 生成代码：

   • Project → Generate Code → 选择IDE（Keil或CubeIDE）。

三、代码实现

主函数逻辑（main.c）

#include "main.h"

int main(void) {
  HAL_Init();                   // 初始化HAL库
  SystemClock_Config();         // 配置系统时钟
  MX_GPIO_Init();               // 初始化GPIO

  while (1) {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_0);  // 翻转PA0电平
    HAL_Delay(500);             // 延时500ms
  }
}

GPIO初始化函数（自动生成）

void MX_GPIO_Init(void) {
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();  // 使能GPIOA时钟

  // 配置PA0为输出模式
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  // 推挽输出
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;          // 无上拉下拉
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // 低速模式
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

四、代码烧录与验证

编译工程

• Keil中点击 Build（F7） → 生成hex或bin文件。

烧录程序

• 使用FlyMCU、STM32CubeProgrammer或Keil自带的烧录工具。
• 连接USB转TTL模块，选择对应串口，烧录程序。

现象观察

• LED以1秒间隔闪烁（亮500ms → 灭500ms）。

五、关键知识点解析

GPIO工作模式

• 推挽输出（Push-Pull）：可输出高/低电平，驱动能力强。
• 开漏输出（Open-Drain）：需外部上拉电阻，适合总线通信。

HAL库函数

• HAL_GPIO_WritePin()：直接设置引脚电平（高/低）。
• HAL_GPIO_TogglePin()：翻转当前电平（常用在闪烁场景）。
• HAL_Delay()：基于系统时钟的毫秒级延时。

时钟配置

• STM32外设需先使能时钟（__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()）。
• 系统时钟频率影响HAL_Delay()的精度（默认72MHz）。

六、扩展实验

1. 按键控制LED

• 添加按键电路（接PA1，配置为输入模式）。

• 代码逻辑：

  if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET) {  
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET); // 按键按下时点亮LED  
  }

2. PWM调光

• 配置TIM2通道1（PA0复用为PWM输出）。
• 使用HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);启动PWM。

七、常见问题排查

LED不亮

• 检查硬件连接：LED极性是否接反，限流电阻是否损坏。
• 验证GPIO配置：引脚是否使能时钟，模式是否为输出。

程序无法烧录

• BOOT0引脚是否接地（启动模式为Flash）。
• USB转TTL模块驱动是否安装成功。

延时不准

• 检查系统时钟配置（如HSI精度较低，可改用HSE）。

八、总结

通过点灯实验掌握STM32的GPIO配置与HAL库基础使用。后续可继续学习定时器、中断、串口通信等外设开发。