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单片机之旅 小白的单片机之旅——单片机的启动

小编 2024-10-06 技术文档 23 0

小白的单片机之旅——单片机的启动

如前文《小白的单片机之旅——从点亮led说起(1)》所述,我们给mcu的所有文件就是一个bin文件,显然单片机的启动过程也体现于其中,与之相对应的文件就是与单片机硬件紧密对应的启动.s文件,下面我们以非常常见的使用ARM的cortex-M3内核的stm32f103zet单片机为例,说一说启动文件的内容。

一般该启动文件厂家会直接提供不需要自己去写,具体的文件内容这里不详细展开,就简单看一下启动文件的注释部分。简单来说启动文件做了以下一些事情:1、初始化栈指针;2、初始化程序指针为复位向量(这就是上电之后最开始要做的一些动作);3、设置中断向量表(如果对照bin文件和我们编译生成的map文件就会发现bin文件中栈顶指针数据、复位向量后面紧接着的就是各种中断处理函数的地址,这些就构成了硬件需要的完整的中断向量表,可以看到的是很多中断都预先有定义并且被定义成weak,这就表示,用户可以重写对应的中断处理函数,在编译过程中会使用用户定义的那个);4、初始化时钟系统(刚上电的时候clk是很慢的,在这里初始化时钟之后,mcu就快了);5、如果有外部扩展sram,初始化之;6、按照链接脚本的指示初始化对应的内存数据(比如我们定义的那些初始化的全局变量就是这个阶段生效的);7、跳转到我们用户的main函数(这就是我们一般认为c的程序入口)。

stm32f103zet对应启动文件的注释部分截图

中断向量表部分

由此,我们可以简要知道mcu上电之后发生的一些事情,进入我们的main函数之后,我们自己的“意志”开始执行了,下一节我们就一起看看如何将我们的控制led的意图告诉mcu,并让它正确的执行。

小白的单片机之旅——终于点亮led

万事具备,开始编码!本节我们将进行编码、编译、烧写,最终点亮led。

当前板子上控制led的引脚是PB5。代码的目的很简单就是控制PB5 的输出电平,也就是说我们要实现对GPIO的基本操作。

led的控制引脚

任何硬件的操作基本都要经过初始化和功能实现两个基础步骤。在此led控制的应用场景我们显然只需要配置该GPIO的工作状态为输出即可,针对STM32单片机不同的端口都有单独的外设时钟,为了使能端口的gpio功能,还需要使能其外设时钟,至此该GPIO就进入正常工作状态了。参考下图led的接法,可知当GPIO拉低时,LED点亮;GPIO拉高时,LED熄灭

led驱动电路

简单编码如下:

点亮led用户代码

代码ready之后,还需要编译才能得到我们的烧写文件。编译过程的核心文件就是Makefile,Makefile主要任务是说清楚使用什么编译工具链?编译目标是什么?依赖哪些文件?依赖哪些头文件?怎么编(编译选项,链接脚本(内存分布等等))?等等。当前一个简单的编译架构如下图所示。

简单的编译架构

编译路径原文件

编译完成后路径文件

当前烧写工具是使用hex文件,那么将hex文件通过上节所述烧写工具烧写到板子上,观察led状态。发现led被点亮,运行成功。

程序加载之后,led点亮

至此,我们走了一遍完整的分析、编码、编译、烧写运行的流程,led已经被点亮,达到预期目的。

一般来说led的显示控制不是静态点亮的要求(如果这样,还不如直接接电源,完全不需要单片机控制),比如需要闪烁,而且需要控制闪烁频率(可以编码通信哦,比如老式电视遥控的红外通信),或者控制led亮度(呼吸灯?),那我们下节一起看看吧。

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