当前位置：首页 > news >正文

【蓝桥杯嵌入式】【模块】二、LED相关配置及代码模板

news 2025/5/13 9:39:09

1. 前言

最近在准备16届的蓝桥杯嵌入式赛道的国赛，打算出一个系列的博客，记录STM32G431RBT6这块比赛用板上所有模块可能涉及到的所有考点，如果有错误或者遗漏欢迎各位大佬斧正。

本系列博客会分为以下两大类：

1.1. 单独模块的讲解

在这部分，我会分享自己总结的各个模块的相关配置、代码书写模板，涉及到的大致框架如下：

这个框架后续可能会不断更新，欢迎各位给出建议。

这一大类相关的文章链接如下(持续补充中)：

【蓝桥杯嵌入式】【模块】一、系统初始化-CSDN博客

【蓝桥杯嵌入式】【模块】二、LED相关配置及代码模板-CSDN博客

1.2. 蓝桥杯各届的真题、模拟题复盘及个人答案

在这一部分，我会分享个人练过的所有题的复盘思路及代码。

这一大类相关的文章链接如下(持续补充中)：

以下是本篇博客正文内容：

2. 在cubemx中配置led

根据开发板手册，与led相关的gpio口如图红框圈出的所示。

其中，PC8-PC15是LED的输出引脚，分别对应LD1到LD8，低电平有效；PD2则是锁存器，电平拉高时进行数据传输。

为什么会有一个锁存器呢？翻看手册可以发现，LCD与LED的PC8-PC15引脚是公用的：

所以，当对PC8-PC15进行电平赋值时，可能会同时对led和lcd造成影响，为了避免这种情况，需要用一个锁存器PD2，当对led的电平做赋值后，需要先拉高，让数据通过，赋值成功，再拉低，将数据锁住，即便 PC8~PC15 后续因lcd变化，led仍显示原数据。

在左侧gpio栏做一些基本的gpio配置，可以将PC8-PC15先初始化成高电平，这样最开始的灯就是灭掉的。

3. led的初始化、点亮和熄灭

3.1. 代码放置位置

由于led相关的操作是基于gpio的，所以我习惯直接将相关代码放在gpio.c文件下，省去了新建文件的麻烦。

3.2. 初始化代码

初始化代码如下：

void led_init(void)
{HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_All, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}

1. 首先，将PC的所有引脚置高电平，这一步会让led相关的PC8-PC15引脚置高电平，造成led熄灭，实际这一步可有可不有，因为在之前配置cubemx时就已经拉高过了。

2. 后面两步，先让PD2拉高再拉低，这样led引脚的赋值才会有效，后续对led的引脚电平改变都需要加这两句。

3.3. led的亮灭

相关代码如下：

uint8_t led_8bits = 0;
void led_on_by_8bits(void)
{for (int i = 0; i < 8; i++) {uint16_t pin = GPIO_PIN_8 << i; // PC8~PC15GPIO_PinState state = (led_8bits >> i) & 1 ? GPIO_PIN_RESET : GPIO_PIN_SET;HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, pin, state);}// 锁存刷新HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}

我喜欢采用上述方法，用一个8位数据的0到7位来记录LD1到LD8的亮灭情况，想让哪个灯亮，对这个8位数据的对应位置1即可，反之清0可让对应灯熄灭。

这样处理的好处时，采用了异步的思想，外部只处理led_8bits 这个标志位中的0-7位，寄存器的赋值放到统一的函数中进行，避免了外部函数在需要对led做操作时直接操作寄存器造成混乱(我有时这样操作会发现其会与lcd相互影响)。

举个例子：

// 示例
void led_task(void)
{led_8bits = ((MODE == 0) ? led_8bits  (1 << 7) : led_8bits & ~(1 << 7));led_8bits = ((GEAR == 1) ? led_8bits | (1 << 0) : led_8bits & ~(1 << 0));led_8bits = ((GEAR == 2) ? led_8bits | (1 << 1) : led_8bits & ~(1 << 1));led_8bits = ((GEAR == 3) ? led_8bits | (1 << 2) : led_8bits & ~(1 << 2));led_8bits = ((usart_flag == 1) ? led_8bits | (1 << 3) : led_8bits & ~(1 << 3));led_on_by_8bits();
}

1. 当外部的函数需要点亮LD8时，使用下面的语句即可：

led_8bits |= (1 << 7);

这一步会让该标志位的最后一位置1，在后面的led_on_by_8bits函数中会让对应的LD8点亮。

2. 如果要让LD8熄灭的话，用下面的语句：

led_8bits &= ~(1 << 7)；

这一步会让该标志位的最后一位清0，在后面的led_on_by_8bits函数中会让对应的LD8熄灭。

4. led的闪烁

闪烁的本质实际就是led的亮、灭定时切换，基于HAL_Delay延时函数即可做到想要的效果，但这样在蓝桥杯比赛中是万万不行的，因为HAL_Delay会阻塞系统的运行，影响其他功能的实现。所以，正确的办法是使用定时器中断。

4.1. 在cubemx中配置一个定时器中断

步骤如下：

在timer中选择一个TIM来用作中断源，我比较喜欢用TIM4，因为根据经验来看，许多届的考题都没有涉及到过TIM4的使用，其他的TIM2、TIM3等常常会被用来做PWM相关的东西，所以我觉得选用TIM4来单独的作为定时器中断用来实现led闪烁、长亮、按键检测是一个不错的选择。

如图上步骤所示，我使用TIM4定时器，预分频系数为10，重装载值为10000，由此生成了一个频率为(80000000 / 00 / 10000 = 100)HZ的定时器，也就是每隔1 / 100 = 0.01s = 10ms会进一次中断回调函数。

记得要使能中断，之后点击生成代码即可。

4.2. 在定时器中断中书写led闪烁逻辑

首先，在初始化中，需要加入定时器中断的开启逻辑：

HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4);

（同理，定时器相关的函数逻辑我建议放在tim.c文件里）。

之后，重写中断回调函数，在内部书写led闪烁的逻辑：

这里以让LD2以500ms为周期闪烁为例：

extern uint8_t led_8bits;
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM4){static uint32_t ld1_cnt = 0;if(ld1_cnt == 50){ld1_cnt = 0;led_8bits ^= (1 << 1);}else{ld1_cnt++;}}
}

每10ms，都会进该中断回调函数内执行逻辑，使用了一个计数器，当进该中断50次，即花费50 * 10 = 500ms = 0.5s后，会触发一次led_8bits 第1位的电平反转，也就是LD2的亮灭切换。

之后，在led_task中加入对应的处理逻辑

void led_task(void)
{led_on_by_8bits();
}

后续将led_task放入主循环，便可实现LD2每隔0.5s闪烁一次。

5. led亮一段时间后熄灭

这个实际与led闪烁很像，依旧也是基于定时器，代码如下：

5.1. 在定时器中断中书写逻辑

以让LD2亮5s后熄灭为例。

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM4){static uint32_t ld1_cnt = 0;if(ld1_cnt < 500){ld1_cnt++;led_8bits |= (1 << 1);}else{led_8bits &= ~(1 << 1);}}
}

如上所示，在进定时器中断的前500次内都让LD2亮，即亮500 * 0.01 = 5s，之后熄灭，便达到了需求。