STM32单片机项目实战：从LED闪烁到传感器接口，打造你的第一个嵌入式项目

# 1. STM32单片机基础**

STM32单片机是意法半导体（STMicroelectronics）公司推出的32位微控制器系列，以其高性能、低功耗和丰富的外设而闻名。它广泛应用于嵌入式系统开发，如工业控制、物联网、医疗设备和汽车电子等领域。

STM32单片机的核心是ARM Cortex-M系列处理器，提供强大的计算能力和低功耗特性。它还集成了丰富的片上外设，如GPIO、定时器、ADC、DAC和通信接口，方便开发人员快速构建复杂嵌入式系统。

了解STM32单片机基础知识是嵌入式系统开发的基础。本节将介绍STM32单片机的架构、外设和编程环境，为后续的开发奠定基础。

# 2. STM32单片机编程技巧

### 2.1 嵌入式C语言基础

#### 2.1.1 数据类型和变量

STM32单片机编程中使用C语言，需要了解C语言的基本数据类型，包括整型、浮点型、字符型和布尔型。每个数据类型都有特定的取值范围和存储空间。

#### 2.1.2 运算符和表达式

运算符用于对数据进行操作，包括算术运算符、逻辑运算符、关系运算符和位运算符。表达式由运算符和操作数组成，用于计算和赋值。

### 2.2 STM32单片机寄存器操作

#### 2.2.1 GPIO寄存器

GPIO（通用输入/输出）寄存器用于控制单片机的引脚，包括设置引脚模式、读写引脚电平等。

// 设置GPIOA第5引脚为输出模式
GPIOA->MODER &= ~(3 << (5 * 2));
GPIOA->MODER |= (1 << (5 * 2));

**逻辑分析：**
- `GPIOA->MODER`寄存器控制GPIOA引脚的模式。
- `(3 << (5 * 2))`清除第5引脚模式位。
- `(1 << (5 * 2))`设置第5引脚为输出模式。

#### 2.2.2 定时器寄存器

定时器寄存器用于产生定时中断和PWM输出。

// 设置TIM2定时器为10ms中断
TIM2->PSC = 8399; // 分频系数
TIM2->ARR = 999; // 自动重载值
TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE; // 允许更新中断

**逻辑分析：**
- `TIM2->PSC`寄存器设置定时器分频系数，8399表示时钟频率为1MHz时，定时器中断周期为10ms。
- `TIM2->ARR`寄存器设置定时器自动重载值，999表示每10ms产生一次中断。
- `TIM2->DIER |= TIM_DIER_UIE`允许更新中断，即每当定时器计数器达到自动重载值时产生中断。

### 2.3 STM32单片机中断机制

#### 2.3.1 中断源和中断向量表

STM32单片机有多个中断源，包括外部中断、定时器中断、串口中断等。中断向量表是一个存储中断处理函数地址的数组，当发生中断时，单片机会根据中断源跳到相应的中断处理函数。

#### 2.3.2 中断处理函数

中断处理函数用于处理中断事件，通常需要保存中断现场、处理中断事件、恢复中断现场。

void TIM2_IRQHandler(void)
{
    // 保存中断现场
    __disable_irq();

    // 处理中断事件
    // ...

    // 恢复中断现场
    __enable_irq();
}

**逻辑分析：**
- `TIM2_IRQHandler`是TIM2定时器中断处理函数。
- `__disable_irq()`禁用中断，防止中断嵌套。
- 中断事件处理代码位于`// ...`部分。
- `__enable_irq()`恢复中断，允许其他中断发生。

# 3.1 LED控制

**3.1.1 GPIO配置和控制**

GPIO（通用输入/输出）寄存器用于配置和控制STM32单片机的引脚。要控制LED，需要执行以下步骤：

1. **配置GPIO引脚为输出模式：**使用`GPIOx_MODER`寄存器将要连接LED的引脚配置为输出模式。例如，要配置GPIOA的第5个引脚为输出模式，可以使用以下代码：

// 使能GPIOA时钟
RCC