重頭再學一次單片機——1.0、Cortex-M4下的引腳驅動

章節背景：從12年校外C語言培訓13年底接觸51單片機到14年自學STM32單片機，至今已有七八個年頭了，

大專是自動化專業，本科也是，從一開始就確定了以后從事嵌入式作業的我一直在自學嵌入式，學校老師上課只會念書，專業課都用來打基礎了（PS:大學的專業課還是很有用的說，不論是哪一門,學好了以后不知道什么時候就成為了你的競爭優勢），和崗位強相關的幾乎沒有，所以自己也算是跨專業就業了，

學了這么多年的單片機，大部分時間都是裸奔，偶爾玩玩RTOS,到了現在，人近三十，焦慮了，迷茫了，感覺單片機這條路快走到頭了（主要是作為普通員工二本專業，工資快到頂了~），準備轉行Linux了，但是回頭想想，學單片機這么多年了，就這么直接放棄了是不是對不起自己這么多年的努力了？難道就不能變成我在以后其他同做嵌入式Linux同事面前的優勢？

但是吧，，，，，，這個優勢實在是有點拿不出手呀，也難怪，誰讓單片機行業門檻低呢，低到什么程度呢？低到我可以教一個剛上初一初二的學生做驅動LED點陣，驅動遙控小車跑起來（軟硬體都讓學生自己搭建），拿不出手呀，但是單片機就沒有一點深入的東西了嗎？其實也不盡然，大家都知道C語言是我們編程的工具、編譯器也是，其實單片機掌握后也只是一個工具而已，能做什么事情不在于工具有多厲害（當然降維打擊的就另說了），而在于使用工具的人，

于是自己琢磨琢磨自己到底對單片機了解多少的時候，卻發現自己好像什么都懂了，但又好像什么都不太懂，總像是霧里看花水中撈月，隔著一層什么，像是最簡單的引腳驅動、PWM驅動、SPI讀寫、IIC通信……這些都是14年就用過的東西，當時就能東抄抄西看看做出東西來，現在好像明白了更多，但是又好像什么都沒明白，還是沒有吃透這些東西，為了對以前做個交代，為了對以后的進階打個良好的基礎，我決定從頭開始，好好的深挖一下單片機這個東西，看看自己到現在到底明白了多少，能做到什么地步，由此就開始了我下面的一系列文章：重頭再學單片機，

目前暫定主要更新基于Cortex-M3的內容，用的最多，也最熟悉，其次是Cortex-M4，再其次是Cortex-M0,再其次就是Cortex-M0+，其余的由于自己能力有限，接觸的太少，沒有多少能拿的出來的東西，就干脆不寫了，

軟體架構方面，主要是基于IDE keil來撰寫，使用的庫包括ST官方的3.0、3.5、HAL庫、LL庫等，至于國產芯片庫就不多做介紹了，換個殼而已，用法是一樣的，

單片機型號選擇上可能會針對特定的型號或者廠家稍帶說明，主要說差異和漏洞以及解決辦法，僅以我接觸過的ST/GD/APM/AT/HF來說明，其未接觸過的也歡迎大家補充和探討，

寫這些文章的主要意義是為了自我總結和提高，所以很多地方說的可能不夠詳細，很多地方說的過于深入，“不太適合”初學者，更適合和我一樣高不成低不就卡在中間階段的“迷茫”人群，希望對你們的專案推進、技術提高有所幫助，

下面就進入今天的主題：新建工程+配置工程+驅動引腳電平翻轉，

今天用到的配置為：

軟體部分：IDE工具：KEIL5.20、 驅動庫：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0、 運行環境:win10

硬體部分：芯片為STM32F407ZGT6、 測驗環境：啟明欣欣開發板，（STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0驅動庫大家最好自己到官網下載或者自行到網上搜索）

首先第一步，新建工程：建立一個用于存放工程的檔案夾，第一次建立工程，建議大家建立一個空白的工程模板，以后需要新建工程可以直接拷貝這個工程進行修改，

2、打開工程檔案，建立三個檔案，檔案命名大家可以根據自己的需要設計，在這里先解釋一下檔案命名的意義，

App 用于存放用戶自己設計的應用程式，包括底層驅動和上層應用，

Libraries 庫 用于存放各種支持型的庫檔案，包括內核檔案、外設庫、啟動檔案、系統組態檔等，

Project 工程目錄 用于存放工程組態檔，在keil5中，軟體會自動在工程建立的路徑下自動建立Output/Objects編譯輸出檔案，listings編譯快取檔案（或者說編譯程序檔案），DebugConfig除錯快取檔案，所以我們就不用在工程模板路徑下手動再建立這三個檔案了，

3、從官方提供的參考庫里提取需要的檔案

首先我們先在Libraries路徑下建立如下兩個檔案夾

CMSIS存放內核檔案、啟動檔案、系統組態檔

STM32F4xxxxxxxxxxxxxV1.4.0最后的數字是庫的版本，不同版本的庫可能會存在命名、功能以及兼容上的區別，這個檔案夾是用來存放芯片所對應的外設底層驅動庫檔案，基本上都是把暫存器對應的地址抽象成名稱、為了方便管理暫存器或者外設配置而建立的結構體，一些外設的初始化函式和簡單的呼叫函式等，

下面就是從STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0庫里拷貝我們需要的檔案了，

-1、在路徑：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Include下找到上圖1所指的檔案

-2、在路徑：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates\arm下找到上圖3所指的檔案，這里根據編譯器的不同選擇不同的目錄進行提取檔案，

-3、在路徑：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\Libraries\CMSIS\Include下找到上圖2所指的檔案，這里根據芯片的內核不同，選擇不同的檔案

-4、在路徑：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates下找到上圖4所指的檔案

-5、在路徑：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\Project\STM32F4xx_StdPeriph_Templates下找到上圖5所指的檔案，這個檔案并不是必須的，只是單純為了方便管理的定義的一個檔案，如果用戶有自己的組態檔，則不需要這個檔案

-6、在路徑：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\Libraries\STM32F4xx_StdPeriph_Driver下的inc、src兩個外設底層驅動庫檔案夾寶貝我我們的工程模板下的STM32F4xxxxxxxxxxxxxV1.4.0檔案夾目錄下（這里純粹是我為了偷懶不想打字用xxx代替，并不是建議大家將檔案夾如此命名），

然后就是打開keil加載檔案了~（終于打開keil了），按照如下操作建立工程

其次會彈出選擇芯片對話框，按照自己的芯片型號一級級的選擇自己所使用的芯片，記住，這里一定要選到最后一層，否則選擇的芯片型號將不會被保存，

按照下圖所示工程檔案配置，并按照下圖1操作新增工程內的檔案夾，建議按照2的示例進行命名，點擊3所在對話框的下方add file添加檔案

在3添加檔案與2中檔案夾的對應關系為：

Start-Up中加載工程模板\Libraries\CMSIS路徑下：startup_stm32f40_41xxx.s啟動檔案

App中加載工程模板\App路徑下：main.c源檔案（咦，我的main.c檔案呢？這里就麻煩大家先去App檔案夾下建立一個txt檔案命名為main，然后將檔案格式.txt修改為.c）

lib中加載工程模板\Libraries\STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\src路徑下的全部檔案，直接ctrl+A全選后點擊add添加，

然后，點擊OK保存，

此時我們的keil界面應該是這樣的：

然后我們在main.c中寫上如下代碼：

#include "stm32f4xx.h"

int main(void)
{
return 0;
}

點擊F7進行編譯，咦，怎么那么多報錯，，，

沒關系，別害怕，我們還有兩個作業要做：配置工程環境和修改一個庫檔案，先點擊alt+F7進入工程環境配置界面，剩下的具體操作如下圖：

在define預編譯欄內輸入1和3兩個預編譯字符，2代表的是一個.，這個不能少了，不同的預定義字符之間需要用'.'符號隔開，

然后再include paths misc欄內把我們的庫檔案的鏈接路徑添加進來，點擊后面的“...”進入配置界面，這里我們只需要將自己需要鏈接的.h或者其他需要include包含的檔案所在的路徑添加進來就好了，

本示例工程需要包含的檔案路徑只有兩個，如下圖所示：

然后修改庫檔案是我們需要找到工程中添加的stm32f4xx_fmc.c檔案，然后把它從工程中移除，因為它和工程中的stm32f4xx_fsmc.c檔案都是FSMC的驅動檔案，只是因為芯片不同對應的驅動操作不同而已，如果不移除，該檔案內部定義了大量的FMC_xxxx命名的結構體及常量將因編譯器搜索不到而報錯

，相同的定義在stm32f4xx_fsmc.c檔案中的命名方式則變成了FSMC_xxxx，但是，如下圖，大家如果用的芯片不是stm32f40_40xxx，那么就要參考stm32fxx.h檔案內的定義來考慮使用這兩個中的哪個檔案了(比如427——437xx用的就是FMC)，

好了，做完以上操作，我們重啟F7編譯一下，應該就沒問題了~恭喜你成功新建了一個基于M4內核的keil5工程，

備注：工程配置的Define欄里填寫什么純粹是看大家用到了哪一塊#if內定義的東西，如果你在檔案里寫了#define xxxx完全沒必要在工程配置里填這個,另外，根據stm32f40_4xx.h中的

#ifdef STM32F40XX
#define STM32F40_41xxx
#endif /* STM32F40XX */

這段話來看，你預定義STM32F40XX一樣可以通過編譯，

有什么問題、疑問和質疑，歡迎大家在下面留言，后續會保持持續更新，