STM32/51单片机编程入门 目录: 一、1.安装proteus 2.完成一个c51程序 二、1.安装mdk5和stm32 2.完成一个点亮LED灯的程序编译和仿真测试 三、理论概念:1.嵌入式c程序的操作概念 2.51单片机编程优点 四、理论概念:解释关键字register和volatile 五、总结 一、安装proteus和完成一个流水灯的程序输出 1.安装proteus 2.创建工程 进入proteus 8 professional创建原理图。 3.绘制原理图 创建完工程后在里面添加器件,绘制流水灯原理图:
4.编写51程序 代码: 编译:
5.仿真测试:
这里截取视频中的两张图片
二、在mdk5上完成点亮LED的程序和仿真测试 1.安装keil 5和stm32包,完成参数设置。 2.打开keil 5新建工程编写代码并编译: 代码: 在keil 5里进行编译:
3.调试仿真 完成参数设置后放大镜开始调试:
三、1.嵌入式C程序代码对内存(RAM)中的各变量的修改操作,与对外部设备(寄存器—>对应相关管脚)的操作有哪些相同与差别? 数据指针的相同和差别: 在嵌入式系统的编程中,常常要求在特定的内存单读写内容,汇编有对应的MOV指令,而除C/C++以外的其它编程语言基本没有直接访问绝对地址的能力。在嵌入式系统的实际调试中,多借助C语言指针所具有的对绝对地址单内容的读写能力。 以指针直接操作内存多发生在如下几种情况: (1) 某I/O芯片被定位在CPU的存储空间而非I/O空间,而且寄存器对应于某特定地址; (2) 两个CPU之间以双端口RAM通信,CPU需要在双端口RAM的特定单(称为mail box)书写内容以在对方CPU产生中断; (3) 读取在ROM或FLASH的特定单所烧录的汉字和英文字模。 注意:CPU以字节为单位编址,而C语言指针以指向的数据类型长度作自增和自减。理解这一点对于以指针直接操作内存是相当重要的。 函数指针的相同和差别: (1)C语言中函数名直接对应于函数生成的指令代码在内存中的地址,因此函数名可以直接赋给指向函数的指针; (2)调用函数实际上等同于“调转指令+参数传递处理+回归位置入栈”,本质上最核心的操作是将函数生成的目标代码的首地址赋给CPU的PC寄存器; (3)因为函数调用的本质是跳转到某一个地址单的code去执行,所以可以“调用”一个根本就不存在的函数实体 注意:函数无它,唯指令集合耳;你可以调用一个没有函数体的函数,本质上只是换一个地址开始执行指令。 2.为什么51单片机的LED点灯编程要比STM32的简单? STM32点灯难度系数要大一点,因为STM32外设资源更多,启动文件更复杂。 51单片机的任何器件只需要配置寄存器打开就可以进行编程,而STM32系列单片机则需要先打开对应的时钟,包括开启后打开外部时钟(晶振)才开始工作。 STM32的内部资源(寄存器和外设功能)较普通的51单片机都要多,基本上接近于计算机的CPU。 STM32基本不会选择汇编语言了,因为工程量巨大,寄存器太多了,位数也多,而51单片机则多使用汇编语言。 四、解释关键字register和volatile 1.register关键字作用: 如果一个变量用register来修饰,则意味着该变量会作为一个寄存器变量,让该变量的访问速度达到最快。例如,一个程序逻辑中有一个很大的循环,循环中有几个变量要频繁进行操作,这些变量可以声明为register类型。 register int a; 限制变量定义在寄存器上的修饰符 。 可定义快速访问的变量,如置于寄存器内,会进一步加快计算速度。 编译器会尽量的安排CPU的寄存器去寄存这个变量a,如果寄存器不足时,变量a还是会被放在存储器中。 注意事项: register只能修饰局部变量,不能修饰全局变量和函数; register修饰的变量不能通过取地址来寄存器变量; register修饰的变量一定是CPU能接受的数据类型。 2.volatile关键字作用: 是告知编译器编译方法的关键字,不会优化编译。 即具体会体现在以下方面 (1)不会在两个操作之间把volatile变量缓存在寄存器当中,在多任务中,甚至stejmp环境下变量可能被其他程序改变,编译器无法知道,volatile就是告诉编译器这种情况的; (2)不做常量合并,常量传播等优化; (3)对volatile变量的读写不会被优化掉,如果你对一个变量赋值,但后面没用到,编译器常常可以忽略掉那个赋值操作,然而对Memory Mapped IO处理是不能这样优化的。 3.c程序说明: (1)register 代码: 输出结果: (2)volatile 源代码: 在一些编译软件中,可能会有优化: 这时候就需要用volatile关键字进行说明: 五、总结 通过本次实验,学会了如何使用Proteus创建工程,原理图的创建以及使用,并且设计一个简单的51原理图,通过keil软件进行编程,然后生成.hex文件在原理图里运行,这样一个简单的原理图就能实现运行了。在用mdk5编译程序时,因为没有硬件的接入,所以只做了代码编译和仿真测试,在这过程中学会了安装mdk5软件,并在里面创建工程,编写代码运行等。 通过查找资料以及程序学习,了解了GPIO的初始化需要通过时钟配置,输入输出模式设置,最大速率设置三个步骤来实现。在运行代码的过程中,我也发现不论代码怎么写,不论是寄存器,库函数,还是其他的操作系统,要在STM32F103这个单片机点亮LED灯,肯定需要把时钟和GPIO这几个相关的特殊地址,进行赋值或修改数值的操作。并且通过学习资料,还了解到了关键字register和volatile的含义,以及会用简单的c代码进行理解。 在这整个实验中,虽然遇到了很多问题,比如像keil 4编译代码却无法运行时,找了又找才发现安装的插件少了,然后就重新安装软件才能正常运行。还有就是安装keil 5时,在官网下载的是没有激活成功教程的,只有空的一个软件,里面什么功能都不能使用,后来在csdn里找到一个博客发的文章里有激活成功教程版的keil 5,也就是在管理员运行里激活成功教程,后续跟着安装就能使用正常的软件了。经历了这些,我也会更加熟练的使用keil类软件了,收获了至多的成长。
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