彩灯控制程序设计实验.pdfVIP

本实验主要是为了让学生掌握单片机的GPIO控制输入输出嵌入式系统的基本原理，了

解彩灯的控制原理，掌握运用彩灯控制的相关知识和技能。在本实验的过程中，学生需要

运用STM32F103单片机进行彩灯控制程序设计，通过模拟输入控制、中断服务控制、定时

器控制、串口控制和PWM控制等方式，控制LED及RGB彩灯等外设，实现各种彩灯效果。

实验器材：

1.STM32F103单片机开发板

2.USB转串口线

3.彩灯开发板

4.杜邦线若干根

实验环境：

MCU开发环境：Keil5

串口调试工具：SecureCRT

实验步骤：

1、搭建硬件环境

将STM32F103单片机开发板和彩灯开发板连接起来。连接方式如下：

将单片机的PB9引脚连接在彩灯的DOUT引脚上；

2、编写程序

程序设计的主要思路在于，利用单片机的GPIO控制输入输出，通过串口调试工具与

STM32F103单片机进行通信，实现彩灯的各种控制效果。

2.1控制LED输出

例如，为了控制LED闪烁，可以将GPIOB的输出模式设置为高速推挽输出模式，可以

利用HAL库中的GPIO_Init()函数进行配置，代码如下：

voidLED_GPIO_Config(void)

{

//使能GPIO口的时钟

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

//GPIO配置

GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_12;

GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

HAL_GPIO_Init(GPIOB,GPIO_InitStruct);

}

在主函数中调用该函数后，即可控制LED的灯光频闪，代码如下：

2.2通过按钮控制彩灯开启/关闭

在彩灯板上有两个按钮，分别是PLAY和MODE。当PLAY被按下时，彩灯将开启；当

MODE被按下时，彩灯将关闭。

在程序中，我们需要使用中断服务函数实现按钮的控制。在HAL库中，通过

HAL_GPIO_EXTI_Callback()函数调用相应的中断服务函数。在主函数中配置该函数，代码

如下：

voidHAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_tGPIO_Pin)

{

if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_0)/*按钮PLAY被按下*/

{

//实现代码

}

if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_1)/*按钮MODE被按下*/

{

//实现代码

}

}

在按钮PLAY被按下时，我们需要实现彩灯的开启。彩灯为RGB彩灯，在HAL库中，可

以通过PWM定时器的控制，实现RGB灯的控制。因此，我们需要开启PWM波形控制，示例

如下：

voidRGB_LED_PWM_Config(void)

{

TIM_HandleTypeDefhtim;

//使能定时器时钟

__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();

//TIM配置

htim.Instance=TIM2;

htim.Init.Period=9999;

htim.Init.Prescaler=71;

htim.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;

htim.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;

HAL_TIM_PWM_Init(htim);

配置，第1个参数表示PWM波形的管脚，第2个参数表示PWM波形的频率，范

围为0~9999，第3个参数为占空比

HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(htim,sConfigOC,T