STM32F411CEU6开发指南

STM32F411CEU6,通常被称为Black Pill开发板,是一款功能丰富、性能优越的微控制器开发板。本文将详细介绍如何使用这款开发板进行嵌入式开发,包括硬件连接、软件配置、固件编程等步骤。

硬件准备

首先,需要准备以下硬件设备:

  • ST-LINK V2 调试器
  • STM32F411CEU6 开发板(黑药丸)

此外,还需要了解不同开发板之间的性能对比:

  • 黑药丸开发板> 蓝/红/紫药丸开发板 > 绿药丸开发板 > Arduino 开发板

软件环境搭建

在开始编程之前,需要搭建软件环境。推荐使用STM32CubeIDE,它是一个集成开发环境,可以方便地进行STM32系列微控制器的编程和调试。

在STM32CubeIDE中创建一个新项目,选择STM32F411CEU6作为商业部件编号。等待软件包下载完成后,将看到所选的微控制器。

GPIO操作

在STM32开发中,GPIO(通用输入输出)操作是基础。以下是一些常用的GPIO操作函数:

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState); GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

例如,可以使用以下代码来控制LED的开关:

HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET); // LED1打开 HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET); // LED1关闭

延时函数

在嵌入式开发中,延时函数是必不可少的。以下是如何使用HAL_Delay函数进行延时操作:

void HAL_Delay(uint32_t Delay); HAL_Delay(500); // 延时500毫秒

Bootloader编程

Bootloader是嵌入式系统中用于更新固件的一段小程序。以下是如何在STM32CubeIDE中进行Bootloader编程的步骤:

  1. 创建一个新项目,并选择STM32F411CEU6作为商业部件编号。
  2. 等待软件包下载。
  3. 在电子板上,将LED连接到PB10引脚并接地。
  4. 在STM32CubeIDE中设置时钟设备。
  5. 设置USB功能。
  6. 点击“Resolve Clock Issues”并保存代码。
  7. 点击锤子图标,选择“Release”生成ELF格式的二进制文件。

硬件连接

将STM32开发板的背面引脚连接到ST-LINK V2调试器的对应引脚:

  • 3.3V -> 3.3V
  • SWCLK -> SWCLK
  • GND -> GND
  • SWDIO -> SWDIO

连接ST-LINK V2到PC。

固件编程

在STM32CubeIDE中,需要修改一些数据以准备设备。以下是一些关键步骤:

  1. 在\USB_DEVICE\App\usbd_desc.c文件中更新定义。
  2. 在\USB_DEVICE\App\usbd_custom_hid_if.c文件中替换CUSTOM_HID_ReportDesc_FS[]。
  3. 在\Middlewares\ST\STM32_USB_Device_Library\Class\CustomHID\Src\usbd_customhid.c文件中添加代码。
  4. 在\Core\Src\main.c文件中替换main()函数。

编程实践

现在,已经准备好开始编程固件(在IDE中也称为App)。以下是main.c文件中的代码示例:

enum HID_Helper { RID_SIZE = 1, IN_REPORT_COUNT = 2, OUT_REPORT_COUNT = 2, IN_REPORT_ID = 0x02, OUT_REPORT_ID = 0x01, }; uint8_t HostOutBuffer[RID_SIZE + OUT_REPORT_COUNT]; uint8_t HostInBuffer[RID_SIZE + IN_REPORT_COUNT]; uint8_t DeviceOutBuffer[RID_SIZE + OUT_REPORT_COUNT]; uint8_t DeviceInBuffer[RID_SIZE + IN_REPORT_COUNT]; int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_USB_DEVICE_Init(); while (1) { HID_Read(DeviceOutBuffer); DeviceInBuffer[0] = IN_REPORT_ID; DeviceInBuffer[1] = DeviceOutBuffer[1]; DeviceInBuffer[2] = DeviceOutBuffer[2]; HID_Send(DeviceInBuffer, RID_SIZE + IN_REPORT_COUNT); HAL_Delay(500); } }

USB通信

现在,STM32开发板能够从PC(主机设备)获取数据,并将数据传回主机设备。最后,可以重新构建并上传新的二进制文件到STM32开发板。

为了与开发板交互,可以使用两个工具:USB嗅探器(如Busdog)和USB HID通信工具。

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