目录
1 教程介绍
1.1 工程简介
NBDK-L4开发板基础实验包含如下，在这里给大家简单说明一下每个例程中讲解的内容及关键节点。
| 实验名称 | 内容简介 | 功能 |
|---|---|---|
| 01-led实验 | 驱动LED点亮 | GPIO推挽输出 |
| 02-马达实验 | 驱动马达振动 | GPIO推挽输出 |
| 03-蜂鸣器实验 | 驱动蜂鸣器发声 | GPIO推挽输出 |
1.2 工程目录简介
大家打开任意一个基础例程，都会看到如下的4个目录（Drivers、Inc、MDK-ARM、Src）及clean.bat文件。
其中clean.bat是用于清除工程编译生成的中间文件。例如我们想拷贝一个编译过的工程，工程有200M左右大小，我们点击clean.bat清除一下编译生成的中间文件，则工程大概会缩小到100M左右，此时工程只剩下了库文件、用户文件，以及编译生成的hex文件。
从上图可以看到，四个主目录下分别包含的一些文件，这边给大家简单的介绍一下这边文件大概的功能。
Drivers：
STM32驱动文件目录，也就是大家常说的hal库，里面包含了hal（硬件抽象层）相关的文件。
主要就是有RCC时钟、Flash内存，以及大家常用的外设（例如uart、spi、adc等等）的一些库文件。
Inc：
用户.h头文件，用户文件的头文件一般都放到这边，也可自己另存其他位置，但是需要在keil中添加头文件所在的路径。
添加新路径的方式如下图所示，可以看到../Inc这个路径已经事先添加进去了。
MDK-ARM：
工程目录，主要是两个工程文件“.uvoptx”以及".uvprojx"（keil打开的是这个）。剩下的文件比较重要的是Output目录下编译生成的“.hex”文件。
Src：
用户.c文件，用户自己开发的一些驱动文件（外设驱动等等），以及main文件所在的目录。
1.3 常用文件简介
针对试验工程中的常见文件，我们以开发者的方式来给大家做一个简单的介绍。具体每个文件中的源码的详细说明，大家可以参照每个试验下的源码详解。
| 文件名 | 说明 |
|---|---|
| stm32l4xx_hal_conf.h | 路径位于Inc目录下，里面主要是一些宏定义，用于选择本工程所使用的库文件。这边选择的库文件，就是目录简介中提到的HAL库。 |
| main.c： | main()所在的文件，keil中我们配置了run to main()，也就是说工程从main()函数开始执行，所以main.c就是我们工程的主文件。 |
| stm32l4xx_hal_msp.c | msp（main stack pointer）主栈堆指针初始化的文件。我们重定义外设引脚选择的时候，STM32Cube生成的硬件引脚重定义函数默认也位于此文件下，但是为了方便，我们一般将其复制到各自的驱动文件下。 |
| stm32l4xx_it.c | 中断配置文件，用于存放工程的中断。STM32Cube生成的中断函数默认位于此文件下，同样为了方便起见，我们一般将各自的中断函数放到各自的驱动文件下。 |
| gyu_util.c | 从STM32Cube生成的main文件中独立出来的部分。主要用于处理工程的时钟选择，包含系统时钟、总线时钟以及外设时钟。 |
| stm32l4xx_hal_xx | HAL库文件。 |
| gyu_xx | 由谷雨物联编写的文件，大部分是外设的驱动文件。 |
2 01-led实验
第一个实验我们给大家带来的是最简单的外设控制，也就是 IO 口操作，通过这个实验我们可以了解到如何让STM32L476RC的一个 IO 输出高低电平，并以此控制 LED 的点亮和熄灭。
2.1 STM32L476 IO简介
每个GPIO引脚都可以通过软件配置为输出（推挽或漏极开路），输入（带或不带上拉或下拉）或外设备用功能。 大多数GPIO引脚与数字或模拟备用功能共用。 由于它们在AHB2总线上的映射，可以实现快速I / O切换。 如果需要，可以锁定I / O备用功能配置序列，以避免虚假写入I / O寄存器。
经过上一段对GPIO口模式的说明，在这里对它的工作模式进行一个小结，它一共有八种组合，即有八种可配置的工作模式，分别是：
- 输入浮空
- 输入上拉
- 输入下拉
- 模拟
- 带上拉或下拉的开漏输出
- 带上拉或下拉的推挽输出
- 带上拉或下拉的复用功能推挽
- 带上拉或下拉的复用功能开漏
2.2 硬件设计
选择STM32L4引脚PA15作为LED的控制引脚，PA15高电平时点亮LED。
2.3 实验准备
- 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
- 使用Keil打开基础实验 01-led实验工程。
- 下载程序，并完成功能测试。
2.4 实验验证
下载完成后，可以看到开发板上的LED灯周期闪烁，点亮及熄灭的周期时间为500ms。
2.5 源码详解
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
2.5.1 stm32l4xx_hal_conf.h
此文件位于“01-led实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件，一般情况下，我们默认需要使用的为前5个，包含芯片、flash、电源、时钟以及NVIC。
此例程因为我们需要展示IO的使用，所以我们额外使能 HAL_GPIO_MODULE_ENABLED。
103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
109
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
2.5.2 main.c
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来我们初始化LED引脚配置，并且在while()循环中周期点亮、熄灭LED。
31 int main(void)
32 {
33 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
34 // 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
35 HAL_Init();
36
37 // 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
38 SystemClock_Config();
39
40 // 初始化LED引脚
41 LED_Init();
42
43 //
44 while (1)
45 {
46 LED_SET(GPIO_PIN_SET); // 设置LED引脚（PA15）输出高电平，LED点亮
47 HAL_Delay(500); // 延时500ms
48 LED_SET(GPIO_PIN_RESET); // 设置LED引脚（PA15）输出低电平，LED熄灭
49 HAL_Delay(500); // 延时500ms
50 }
51 }
2.5.3 gyu_util.c
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。
49 void SystemClock_Config(void)
50 {
51 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
52 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
53 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
54
55 // 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
56 __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
57
58 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
59 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
60 |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
61 // 配置HSE
62 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
63 // 配置LSE
64 RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
65 // 配置HSI
66 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
67 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
68 // 配置PLL
69 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
70 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
71 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
72 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
73 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
74 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
75 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
76 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
77 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
78 {
79 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
80 }
81
82 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
83 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
84 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
85 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
86 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
87 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
88 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
89 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
90 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
91 {
92 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
93 }
94
95 // 初始化外设时钟
96 PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
97 |RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
98 |RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
99 PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
100 PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
101 PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
102 PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
103 PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
104 PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
105 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
106 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
107 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
108 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
109 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
110 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
111 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
112 // 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
113 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
114 {
115 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
116 }
117
118 // 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
119 if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
120 {
121 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
122 }
123
124 // 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
125 HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
126
127 // 配置系统定时器，配置为HCLK
128 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
129
130 // 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
131 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
132 }
2.5.4 gyu_led.c
此文件用于配置LED控制引脚，在LED_Init()函数中我们初始化PA15为推挽输出，并且使能GPIOA时钟，初始化PA15默认输出低电平。
31 void LED_Init(void)
32 {
33 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 定义引脚参数结构体
34
35 __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 使能GPIOA时钟
36
37 GPIO_InitStructure.Pin= GPIO_PIN_15; // 引脚编号为15
38 GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出
39 GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // 低频率
40 GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLDOWN; // 下拉
41 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 初始化PA15
42
43 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET); // 设置PA15默认输出低电平
44 }
LED_SET()函数留给大家控制LED灯点亮或者熄灭，参数可选为GPIO_PIN_RESET（低电平）或者GPIO_PIN_SET（高电平）。
54 void LED_SET(GPIO_PinState pinSate)
55 {
56 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_15, pinSate); // 设置PA15输出
57 }
3 02-马达实验
振动马达实验通过控制 GPIO 引脚输出高低电平，用于控制马达振动或停止 。
3.1 STM32L476 IO简介
每个GPIO引脚都可以通过软件配置为输出（推挽或漏极开路），输入（带或不带上拉或下拉）或外设备用功能。 大多数GPIO引脚与数字或模拟备用功能共用。 由于它们在AHB2总线上的映射，可以实现快速I / O切换。 如果需要，可以锁定I / O备用功能配置序列，以避免虚假写入I / O寄存器。
经过上一段对GPIO口模式的说明，在这里对它的工作模式进行一个小结，它一共有八种组合，即有八种可配置的工作模式，分别是：
- 输入浮空
- 输入上拉
- 输入下拉
- 模拟
- 带上拉或下拉的开漏输出
- 带上拉或下拉的推挽输出
- 带上拉或下拉的复用功能推挽
- 带上拉或下拉的复用功能开漏
3.2 硬件设计
选择STM32L4引脚PC7作为马达的控制引脚，PC7高电平时马达起振。
3.3 实验准备
- 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
- 使用Keil打开基础实验 02-马达实验工程。
- 下载程序，并完成功能测试。
3.4 实验验证
下载完成后，按下开发板上按键S1，马达起振，按下S3，马达停止。
3.5 源码详解
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
3.5.1 stm32l4xx_hal_conf.h
此文件位于“02-马达实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件，一般情况下，我们默认需要使用的为前5个，包含芯片、flash、电源、时钟以及NVIC。
此例程因为我们需要展示IO的使用，所以我们额外使能 HAL_GPIO_MODULE_ENABLED。
103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
109
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
3.5.2 main.c
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来是初始化按键，有关按键的部分会在04-按键实验中给大家讲解。
这边我们主要关注的是马达的初始化，其实是和LED实验一样的，就是初始化一下马达控制IO。
36 int main(void)
37 {
38 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
39 // 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
40 HAL_Init();
41
42 // 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
43 SystemClock_Config();
44
45 // 初始化按键引脚
46 MX_KEY_Init();
47
48 //注册按钮回调函数
49 KEY_RegisterCb(AppKey_cb);
50
51 // 初始化马达
52 Motor_Init();
53
54 //
55 while (1)
56 {
57 KEY_Poll(); // 按键轮训，监测是否有按键被按下
58 }
59 }
在按键的处理回调函数中，我们可以看到，按键S1（UP）按下后，设置马达引脚高电平，按键S3（DOWN）按下后，设置马达引脚低电平
69 void AppKey_cb(uint8_t key)
70 {
71 // 如果有相应按键被按下，则串口打印调试信息
72 if(key & KEY_UP)
73 {
74 Motor_SET(GPIO_PIN_SET);
75 }
76 if(key & KEY_LEFT)
77 {
78 //
79 }
80 if(key & KEY_DOWN)
81 {
82 Motor_SET(GPIO_PIN_RESET);
83 }
84 if(key & KEY_RIGHT)
85 {
86 //
87 }
88 }
3.5.3 gyu_util.c
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。
49 void SystemClock_Config(void)
50 {
51 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
52 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
53 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
54
55 // 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
56 __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
57
58 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
59 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
60 |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
61 // 配置HSE
62 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
63 // 配置LSE
64 RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
65 // 配置HSI
66 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
67 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
68 // 配置PLL
69 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
70 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
71 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
72 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
73 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
74 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
75 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
76 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
77 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
78 {
79 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
80 }
81
82 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
83 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
84 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
85 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
86 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
87 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
88 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
89 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
90 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
91 {
92 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
93 }
94
95 // 初始化外设时钟
96 PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
97 |RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
98 |RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
99 PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
100 PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
101 PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
102 PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
103 PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
104 PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
105 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
106 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
107 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
108 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
109 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
110 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
111 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
112 // 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
113 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
114 {
115 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
116 }
117
118 // 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
119 if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
120 {
121 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
122 }
123
124 // 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
125 HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
126
127 // 配置系统定时器，配置为HCLK
128 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
129
130 // 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
131 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
132 }
3.5.4 gyu_motor.c
马达引脚初始化函数，初始化PC7推挽输出低电平。
31 void Motor_Init(void)
32 {
33 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 定义引脚参数结构体
34
35 __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); // 使能GPIOC时钟
36
37 GPIO_InitStructure.Pin= GPIO_PIN_7; // 引脚编号为7
38 GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出
39 GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // 低频率
40 GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉
41 HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); // 初始化PC7
42
43 HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET); // 设置PC7默认输出低电平
44 }
马达引脚电平设置函数，设置为高电平，马达起振，设置低电平，马达停止。
54 void Motor_SET(GPIO_PinState pinSate)
55 {
56 HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, pinSate); // 设置PC7输出
57 }
4 03-蜂鸣器实验
蜂鸣器实验通过控制 GPIO 引脚输出高低电平，用于控制蜂鸣器发出蜂鸣声或者停止发声 。
4.1 STM32L476 IO简介
每个GPIO引脚都可以通过软件配置为输出（推挽或漏极开路），输入（带或不带上拉或下拉）或外设备用功能。 大多数GPIO引脚与数字或模拟备用功能共用。 由于它们在AHB2总线上的映射，可以实现快速I / O切换。 如果需要，可以锁定I / O备用功能配置序列，以避免虚假写入I / O寄存器。
经过上一段对GPIO口模式的说明，在这里对它的工作模式进行一个小结，它一共有八种组合，即有八种可配置的工作模式，分别是：
- 输入浮空
- 输入上拉
- 输入下拉
- 模拟
- 带上拉或下拉的开漏输出
- 带上拉或下拉的推挽输出
- 带上拉或下拉的复用功能推挽
- 带上拉或下拉的复用功能开漏
4.2 硬件设计
选择STM32L4引脚PB2作为蜂鸣器的控制引脚，PB2高电平时蜂鸣器发出蜂鸣声。
4.3 实验准备
- 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
- 使用Keil打开基础实验 03-蜂鸣器实验工程。
- 下载程序，并完成功能测试。
4.4 实验验证
下载完成后，按下开发板上按键S1，蜂鸣器发声，按下S3，蜂鸣器停止。
4.5 源码详解
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
4.5.1 stm32l4xx_hal_conf.h
此文件位于“03-蜂鸣器实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件，一般情况下，我们默认需要使用的为前5个，包含芯片、flash、电源、时钟以及NVIC。
此例程因为我们需要展示IO的使用，所以我们额外使能 HAL_GPIO_MODULE_ENABLED。
103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
109
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
4.5.2 main.c
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来是初始化按键，有关按键的部分会在04-按键实验中给大家讲解。
最后我们初始化蜂鸣器引脚，配置蜂鸣器引脚为默认输出低电平。
36 int main(void)
37 {
38 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
39 // 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
40 HAL_Init();
41
42 // 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
43 SystemClock_Config();
44
45 // 初始化按键引脚
46 MX_KEY_Init();
47
48 //注册按钮回调函数
49 KEY_RegisterCb(AppKey_cb);
50
51 //初始化蜂鸣器
52 Buzzer_Init();
53
54 //
55 while (1)
56 {
57 KEY_Poll(); // 按键轮训，监测是否有按键被按下
58 }
59 }
在按键的处理回调函数中，我们可以看到，按键S1（UP）按下后，设置蜂鸣器引脚高电平，按键S3（DOWN）按下后，设置蜂鸣器引脚低电平
69 void AppKey_cb(uint8_t key)
70 {
71 // 如果有相应按键被按下，则串口打印调试信息
72 if(key & KEY_UP)
73 {
74 Motor_SET(GPIO_PIN_SET);
75 }
76 if(key & KEY_LEFT)
77 {
78 //
79 }
80 if(key & KEY_DOWN)
81 {
82 Motor_SET(GPIO_PIN_RESET);
83 }
84 if(key & KEY_RIGHT)
85 {
86 //
87 }
88 }
4.5.3 gyu_util.c
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。
49 void SystemClock_Config(void)
50 {
51 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
52 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
53 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
54
55 // 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
56 __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
57
58 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
59 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
60 |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
61 // 配置HSE
62 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
63 // 配置LSE
64 RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
65 // 配置HSI
66 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
67 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
68 // 配置PLL
69 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
70 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
71 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
72 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
73 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
74 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
75 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
76 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
77 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
78 {
79 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
80 }
81
82 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
83 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
84 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
85 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
86 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
87 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
88 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
89 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
90 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
91 {
92 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
93 }
94
95 // 初始化外设时钟
96 PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
97 |RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
98 |RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
99 PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
100 PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
101 PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
102 PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
103 PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
104 PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
105 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
106 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
107 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
108 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
109 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
110 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
111 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
112 // 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
113 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
114 {
115 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
116 }
117
118 // 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
119 if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
120 {
121 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
122 }
123
124 // 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
125 HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
126
127 // 配置系统定时器，配置为HCLK
128 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
129
130 // 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
131 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
132 }
4.5.4 gyu_buzzer.c
蜂鸣器引脚初始化函数，初始化PB2推挽输出低电平。
31 void Buzzer_Init(void)
32 {
33 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 定义引脚参数结构体
34
35 __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // 使能GPIOB时钟
36
37 GPIO_InitStructure.Pin= GPIO_PIN_2; // 引脚编号为2
38 GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出
39 GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // 低频率
40 GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉
41 HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // 初始化PB2
42
43 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET); // 设置PB2默认输出低电平
44 }
蜂鸣器引脚电平设置函数，设置为高电平，蜂鸣器发出蜂鸣声，设置低电平，蜂鸣器停止。
54 void Buzzer_SET(GPIO_PinState pinSate)
55 {
56 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, pinSate); // 设置PB2输出
57 }
5 04-按键中断实验
按键中断实验，是通过外部引脚中断来判断是否有按键被按下，按键部分的代码这个在马达以及蜂鸣器实验中其实已经展示过了，这边给大家做一个详细的讲解。我们分别选择PC0、PC1、PC2、PC3这4个引脚作为我们的按键引脚，对应EXTI line0、EXTI line1、EXTI line2、EXTI line3。
5.1 STM32L476 外部中断简介
首先我们看一下外部中断/事件的GPIO映射图。
由上面的映射图可以知道，多个GPIO引脚（GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD等等的GPIO_Pin_0）都会触发同一个中断线（EXTI line0）。也就是说，当EXTI0被触发时，我们无法判断他是PA0触发，还是PB0触发，因此大家在设计自己的硬件的时候，需要选择合适的中断引脚。
源码中我们配置外部中断的步骤如下：
1.使能GPIO时钟
2.GPIO初始化，配置GPIO的边沿触发条件
3.设置EXTI线，配置GPIO与EXTI的关系
4.中断向量初始化
5.2 硬件设计
选择STM32L4引脚PC0、PC1、PC2、PC3作为按键的控制引脚。
5.3 实验准备
- 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
- 将SW1拨到DBG端，SW2拨到MCU。
- 使用Keil打开基础实验 04-按键中断实验工程。
- 使用Xshell打开Jlink虚拟出的COM口
- 下载程序，并完成功能测试。
5.4 实验验证
下载完成后，分别按下开发板上的S1、S2、S3、S4按键，可以看到Xshell中Jlink虚拟的COM口分别打印如下：
5.5 源码详解
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
5.5.1 stm32l4xx_hal_conf.h
此文件位于“04-按键中断实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件，一般情况下，我们默认需要使用的为前5个，包含芯片、flash、电源、时钟以及NVIC。
此例程我们只要展示的是外部GPIO中断，所以我们额外使能 HAL_GPIO_MODULE_ENABLED。另外为了辅助展示按键信息，我们额外添加了串口相关的DMA、UART这两个宏定义。
103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
109
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
111 #define HAL_DMA_MODULE_ENABLED // DMA
112 #define HAL_UART_MODULE_ENABLED // UART
5.5.2 main.c
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来我们初始化了串口部分，目的是打印按键按下的调试信息。
接下来是初始化按键，并且注册了按键回调函数（回调函数负责的是不同层之间的数据传输）。
在最后的while()循环中，我们调用按键轮训函数，这样一旦有外部中断触发，我们首先会进行一下按键消抖，确认是否为误判。如果判断是正常触发，则认为是有按键按下，此时按键处理文件gyu_key.c中会将按键信息，通过上面说的回调函数，传到应用层（mian.c）中进行处理。
36 int main(void)
37 {
38 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
39 // 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
40 HAL_Init();
41
42 // 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
43 SystemClock_Config();
44
45 // 初始化USART1
46 MX_USART1_UART_Init();
47
48 // 初始化按键引脚
49 MX_KEY_Init();
50
51 //注册按钮回调函数
52 KEY_RegisterCb(AppKey_cb);
53
54 //
55 while (1)
56 {
57 KEY_Poll(); // 按键轮训，监测是否有按键被按下
58 }
59 }
在应用层的按键回调函数中，我们可以看到，当我们分别按下S1、S2、S3、S4按键后，STM32L4会通过串口向外部打印按键信息。
69 void AppKey_cb(uint8_t key)
70 {
71 // 如果有相应按键被按下，则串口打印调试信息
72 if(key & KEY_UP)
73 {
74 printf("key_up press\r\n");
75 }
76 if(key & KEY_LEFT)
77 {
78 printf("key_left press\r\n");
79 }
80 if(key & KEY_DOWN)
81 {
82 printf("key_down press\r\n");
83 }
84 if(key & KEY_RIGHT)
85 {
86 printf("key_right press\r\n");
87 }
88 }
5.5.3 gyu_util.c
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。
49 void SystemClock_Config(void)
50 {
51 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
52 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
53 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
54
55 // 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
56 __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
57
58 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
59 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
60 |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
61 // 配置HSE
62 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
63 // 配置LSE
64 RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
65 // 配置HSI
66 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
67 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
68 // 配置PLL
69 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
70 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
71 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
72 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
73 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
74 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
75 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
76 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
77 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
78 {
79 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
80 }
81
82 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
83 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
84 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
85 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
86 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
87 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
88 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
89 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
90 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
91 {
92 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
93 }
94
95 // 初始化外设时钟
96 PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
97 |RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
98 |RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
99 PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
100 PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
101 PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
102 PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
103 PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
104 PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
105 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
106 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
107 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
108 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
109 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
110 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
111 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
112 // 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
113 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
114 {
115 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
116 }
117
118 // 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
119 if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
120 {
121 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
122 }
123
124 // 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
125 HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
126
127 // 配置系统定时器，配置为HCLK
128 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
129
130 // 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
131 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
132 }
5.5.4 gyu_key.c
首先我们看一下按键的初始化函数，在按键初始化函数中我们配置按键引脚的状态，四个按键引脚都被配置为默认上拉，下降沿中断触发。并且开启EXTI0、EXTI1、EXTI2、EXTI3这四个外部中断线。
75 void MX_KEY_Init(void)
76 {
77 // 定义GPIO结构体
78 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
79
80 // 使能GPIOC引脚时钟（按键引脚：PC0、PC1、PC2、PC3）
81 __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
82
83 // 配置按键引脚
84 GPIO_InitStruct.Pin = KEY_LEFT_Pin|KEY_DOWN_Pin|KEY_RIGHT_Pin|KEY_UP_Pin; // 选择PC0、PC1、PC2、PC3
85 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING; // 下降沿中断触发
86 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉
87 HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct); // 初始化引脚
88
89 // 配置中断优先级，并且使能中断
90 {
91 // 配置PC0的中断，也就是EXTI line0
92 HAL_NVIC_SetPriority(KEY_LEFT_EXTI_IRQn, 10, 0);
93 HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY_LEFT_EXTI_IRQn);
94
95 // 配置PC1的中断，也就是EXTI line1
96 HAL_NVIC_SetPriority(KEY_DOWN_EXTI_IRQn, 10, 0);
97 HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY_DOWN_EXTI_IRQn);
98
99 // 配置PC2的中断，也就是EXTI line2
100 HAL_NVIC_SetPriority(KEY_RIGHT_EXTI_IRQn, 10, 0);
101 HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY_RIGHT_EXTI_IRQn);
102
103 // 配置PC3的中断，也就是EXTI line3
104 HAL_NVIC_SetPriority(KEY_UP_EXTI_IRQn, 10, 0);
105 HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY_UP_EXTI_IRQn);
106 }
107 }
如下，是我们在初始化函数中打开的四个中断线。
43 // EXTI line0 中断函数
44 void EXTI0_IRQHandler(void)
45 {
46 HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_LEFT_Pin);
47 }
48
49 // EXTI line1 中断函数
50 void EXTI1_IRQHandler(void)
51 {
52 HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_DOWN_Pin);
53 }
54
55 // EXTI line2 中断函数
56 void EXTI2_IRQHandler(void)
57 {
58 HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_RIGHT_Pin);
59 }
60
61 // EXTI line3 中断函数
62 void EXTI3_IRQHandler(void)
63 {
64 HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY_UP_Pin);
65 }
我们配置好上面所说的引脚外部中断后，一旦有按键被按下，则会触发中断，最终会跑到如下的HAL_GPIO_EXTI_Callback()函数中。我们在这个函数中，判断一下是哪一个中断线触发的中断，并且记录一下按键信息，以及触发的时间（记录触发的时间，是为了进行按键消抖，防止误操作）。
119 void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
120 {
121 // 如果是UP键被触发，记录按键任务为KEY_UP，并记录当前时钟
122 if(GPIO_Pin == KEY_UP_Pin)
123 {
124 key_check_press.key_event = KEY_UP;
125 key_check_press.start_tick = HAL_GetTick();
126 }
127 // 如果是LEFT键被触发，记录按键任务为KEY_LEFT，并记录当前时钟
128 if(GPIO_Pin == KEY_LEFT_Pin)
129 {
130 key_check_press.key_event = KEY_LEFT;
131 key_check_press.start_tick = HAL_GetTick();
132 }
133 // 如果是DOWN键被触发，记录按键任务为KEY_DOWN，并记录当前时钟
134 if(GPIO_Pin == KEY_DOWN_Pin)
135 {
136 key_check_press.key_event = KEY_DOWN;
137 key_check_press.start_tick = HAL_GetTick();
138 }
139 // 如果是RIGHT键被触发，记录按键任务为KEY_RIGHT，并记录当前时钟
140 if(GPIO_Pin == KEY_RIGHT_Pin)
141 {
142 key_check_press.key_event = KEY_RIGHT;
143 key_check_press.start_tick = HAL_GetTick();
144 }
145 }
按键轮训函数，其实就是用来处理消抖的函数，我们根据从外部中断回调函数中的获取的时间（也就是中断触发的时间，上一个函数中记录的），对比现在实时的时间，判断是否超过20ms，如果超过20ms，则认为按键被按下。我们记录下按键信息，并且执行向应用层回调的函数。
171 void KEY_Poll(void)
172 {
173 uint8_t key_event = 0;
174
175 // 如果有按键任务
176 if(key_check_press.key_event)
177 {
178 // 获取当前时钟 减去 记录的按键触发时钟，如果大于消抖延时，则继续向下判断
179 if(HAL_GetTick() - key_check_press.start_tick >= KEY_DELAY_TICK )
180 {
181 // 如果按键任务记录为KEY_UP
182 if(key_check_press.key_event & KEY_UP)
183 {
184 // 获取当前KEY_UP引脚电平，如果是低电平，则认为UP按键被按下
185 if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_UP_GPIO_Port,KEY_UP_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
186 {
187 key_event |= KEY_UP; // 记录app按键任务
188 }
189 key_check_press.key_event ^= KEY_UP; // 删除按键中断任务
190 }
191
192 // 如果按键任务记录为KEY_LEFT
193 if(key_check_press.key_event & KEY_LEFT)
194 {
195 // 获取当前KEY_LEFT引脚电平，如果是低电平，则认为LEFT按键被按下
196 if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_LEFT_GPIO_Port,KEY_LEFT_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
197 {
198 key_event |= KEY_LEFT; // 记录app按键任务
199 }
200 key_check_press.key_event ^= KEY_LEFT; // 删除按键中断任务
201 }
202
203 // 如果按键任务记录为KEY_DOWN
204 if(key_check_press.key_event & KEY_DOWN)
205 {
206 // 获取当前KEY_DOWN引脚电平，如果是低电平，则认为DOWN按键被按下
207 if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_DOWN_GPIO_Port,KEY_DOWN_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
208 {
209 key_event |= KEY_DOWN; // 记录app按键任务
210 }
211 key_check_press.key_event ^= KEY_DOWN; // 删除按键中断任务
212 }
213
214 // 如果按键任务记录为KEY_RIGHT
215 if(key_check_press.key_event & KEY_RIGHT)
216 {
217 // 获取当前KEY_RIGHT引脚电平，如果是低电平，则认为RIGHT按键被按下
218 if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_RIGHT_GPIO_Port,KEY_RIGHT_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
219 {
220 key_event |= KEY_RIGHT; // 记录app按键任务
221 }
222 key_check_press.key_event ^= KEY_RIGHT; // 删除按键中断任务
223 }
224 }
225 }
226 //如果有记录给app的按键任务，代表真的有按钮按下，则执行回调函数
227 if(key_event && pFkey_cb)
228 {
229 pFkey_cb(key_event);
230 }
231 }
留给应用层调用注册按键回调的函数，用于将轮询后确认的按键信息，传递给应用层使用。
155 void KEY_RegisterCb(key_cb cb)
156 {
157 if(cb != 0)
158 {
159 pFkey_cb = cb;
160 }
161 }
6 05-光敏二极管实验
光敏二极管在不同的光照强度下，它的out引脚输出的电压不同。所以此实验，我们利用STM32L4的ADC功能，去采集光敏二极管的引脚输出电压，以此能够获取到当前环境的光照情况。
6.1 STM32L476 ADC简介
STM32L476一共有3个ADC（ADC1、ADC2、ADC3），3个ADC都可以进行独立的工作，每个ADC都支持12位精度的采样。
每个ADC最多有19个多路复用的通道，每个通道的AD转换都是可以执行单一、连续扫描或者不连续扫描的。
ADC的参考电压取决于VREF+引脚的输入电压，在开发板上，我们接好miniUSB供电，此引脚电压范围在3.2V~3.3V之间，代码中我们默认取3.3V为参考电压。
ADC引脚的输入电压范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+ ，在开发板上，就是大于0V，小于3.3V。
在这个例程中，我们将以ADC1的通道16（也就是PB1引脚）来采集光敏二极管的输出电压。
6.2 硬件设计
选择STM32L4引脚PB1作为光敏二极管的ADC采集引脚。
6.3 实验准备
- 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
- 使用miniUSB线，连接PC与开发板USB接口。
- 将SW1拨到DBG端，SW2拨到MCU。
- 使用Keil打开基础实验 05-光敏二极管实验工程。
- 使用Xshell打开Jlink虚拟出的COM口
- 下载程序，并完成功能测试。
6.4 实验验证
下载完成后，打开COM口，可以看到每隔500ms打印一次采集到的ADC数据。 红色字体部分，是正常的室内光照强度时采集的电压；绿色字体部分，是打开手机手电筒照射光敏二极管时采集的电压。可以看到明显的电压差值。
6.5 源码详解
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
6.5.1 stm32l4xx_hal_conf.h
此文件位于“05-光敏二极管实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件。
此例程我们主要给大家展示STM32L4的ADC功能，所以我们宏定义中打开ADC相关的。
103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
109
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
111 #define HAL_UART_MODULE_ENABLED // UART
112 #define HAL_DMA_MODULE_ENABLED // DMA
113 #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED // ADC
6.5.2 main.c
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来我们初始化了串口部分，目的是打印ADC采集电压值。
接下来是ADC引脚初始化。
在最后的while()循环中，我们调用ADC值采集函数，每个500ms采集一次，并且将采集值转换成电压值，格式化打印到串口显示。
33 int main(void)
34 {
35 uint16_t ad_value = 0;
36
37 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
38 // 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
39 HAL_Init();
40
41 // 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
42 SystemClock_Config();
43
44 // 初始化串口USART1
45 MX_USART1_UART_Init();
46
47 // 初始化ADC1
48 MX_ADC1_Init();
49
50 //
51 while (1)
52 {
53 HAL_Delay(500);
54 ad_value = HAL_ADC_Read(); // 获取ADC采集值
55 printf("Adc_value = %.2f\r\n",ad_value*3.3/4095); // 转换ADC采集为真实电压，并且打印到串口显示
56 }
57 }
6.5.3 gyu_util.c
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。
49 void SystemClock_Config(void)
50 {
51 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
52 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
53 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
54
55 // 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
56 __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
57
58 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
59 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
60 |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
61 // 配置HSE
62 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
63 // 配置LSE
64 RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
65 // 配置HSI
66 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
67 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
68 // 配置PLL
69 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
70 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
71 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
72 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
73 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
74 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
75 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
76 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
77 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
78 {
79 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
80 }
81
82 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
83 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
84 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
85 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
86 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
87 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
88 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
89 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
90 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
91 {
92 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
93 }
94
95 // 初始化外设时钟
96 PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
97 |RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
98 |RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
99 PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
100 PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
101 PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
102 PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
103 PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
104 PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
105 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
106 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
107 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
108 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
109 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
110 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
111 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
112 // 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
113 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
114 {
115 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
116 }
117
118 // 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
119 if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
120 {
121 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
122 }
123
124 // 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
125 HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
126
127 // 配置系统定时器，配置为HCLK
128 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
129
130 // 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
131 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
132 }
6.5.4 gyu_adc.c
ADC初始化函数，配置12位采样分辨率，配置2.5倍ADC时钟周期的采样频率。
选择ADC通道16（CH16）作为此次的ADC引脚（也就是PB1）。
40 void MX_ADC1_Init(void)
41 {
42 // 定义常规ADC通道结构体
43 ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
44
45 // 初始化ADC
46 hadc1.Instance = ADC1; // ADC寄存器地址，定义为ADC1
47 hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_ASYNC_DIV1; // 没有预分频器的ADC异步时钟
48 hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B; // 12位采样分辨率
49 // 初始化ADC，如果失败，则进入错误处理程序
50 if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
51 {
52 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
53 }
54
55 // 配置ADC通道
56 sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_16; // 配置为ADC通道16
57 sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; // 指定ADC规格组中的排名
58 sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_2CYCLES_5; // 采样时间配置为2.5个ADC时钟周期
59 sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED; // ADC通道结束设置为单端
60 sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE; // 禁用ADC偏移
61 sConfig.Offset = 0; // 定义从原始量中减去的偏移量
62 if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) // 配置ADC通道
63 {
64 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__); // 如果出错，进入错误处理
65 }
66
67 }
重新定义ADC的硬件引脚，可以看到，配置PB1为ADC引脚。
77 void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
78 {
79 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
80 if(adcHandle->Instance==ADC1)
81 {
82 // 使能GPIOB引脚时钟（选择的ADC引脚为PB1）
83 __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
84
85 // 使能ADC时钟
86 __HAL_RCC_ADC_CLK_ENABLE();
87
88 // 初始化ADC引脚配置
89 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1; // 选择引脚编号1
90 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG_ADC_CONTROL; // 配置为ADC引脚
91 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 无上下拉
92 HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); // 初始化PB1引脚
93 }
94 }
用于获取ADC采集值的函数，经过一系列的API函数调用，我们获取到最终的adcValue。
104 uint16_t HAL_ADC_Read(void)
105 {
106 uint16_t ad_value = 0;
107
108 // 启动ADC转换
109 HAL_ADC_Start(&hadc1);
110
111 // 等待ADC转换完成
112 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50);
113
114 // 检查是否已经完成转换
115 if(HAL_IS_BIT_SET(HAL_ADC_GetState(&hadc1), HAL_ADC_STATE_REG_EOC))
116 {
117 // 获取采集到的ADC值
118 ad_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
119 }
120
121 return ad_value; // 返回ADC采集值
122 }
7 06-DAC实验
此实验我们将会配置DAC1的通道1，作为模拟电压的输出引脚，并且配置一个ADC引脚，采集DAC输出的电压，并将电压值格式化打印到串口显示。
7.1 STM32L476 DAC简介
DAC模块是一个12位电压输出数模转换器。 DAC可配置为8位或12位模式，并可与DMA控制器配合使用。在12位模式下，数据可以左对齐或右对齐。 DAC有两个输出通道，每个通道都有自己的转换器。在双DAC通道模式下，当两个通道组合在一起进行同步更新操作时，可以单独或同时完成转换。
DAC的主要特性如下：
•两个DAC转换器：每个转换器一个输出通道
•12位模式下的左或右数据对齐
•同步更新功能
•噪声波和三角波生成
•双DAC通道，用于独立或同步转换
•每个通道的DMA功能，包括DMA欠载错误检测
•转换的外部触发器
•DAC输出通道缓冲/非缓冲模式
•缓冲偏移校准
•每个DAC输出可以与DAC_OUTx输出引脚断开
•DAC输出连接到片上外设
•采样和保持模式，用于在停止模式下进行低功耗操作
•输入电压参考，VREF +
7.2 硬件设计
选择STM32L4引脚PA4作为模拟输出（DAC）引脚，配置PA7作为ADC引脚。
此实验测试的时候，由于选择的PA4及PA7引脚被显示屏占用，所以我们需要拔下显示屏，然后使用杜邦线短接PA4及PA7引脚。
7.3 实验准备
- 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
- 使用miniUSB线，连接PC与开发板USB接口。
- 将SW1拨到DBG端，SW2拨到MCU。
- 使用Keil打开基础实验 06-DAC实验工程。
- 使用Xshell打开Jlink虚拟出的COM口
- 下载程序，并完成功能测试。
7.4 实验验证
下载完成后，打开COM口，可以看到每隔500ms打印一次采集到的ADC数据。
我们默认配置DAC引脚输出2000（也就是1.6V）电压，可以看到ADC采集到的数据为1.56V，这个是ADC采集的偏移量导致的。
7.5 源码详解
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
7.5.1 stm32l4xx_hal_conf.h
此文件位于“06-DAC实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件。
此例程我们主要给大家展示STM32L4的DAC功能，所以我们宏定义中打开DAC相关的。
103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
109
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
111 #define HAL_UART_MODULE_ENABLED // UART
112 #define HAL_DMA_MODULE_ENABLED // DMA
113 #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED // ADC
114 #define HAL_DAC_MODULE_ENABLED // DAC
7.5.2 main.c
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来我们初始化了串口部分，目的是打印采集到DAC输出电压。
接下来分别初始化了ADC以及DAC引脚配置。
在最后的while()循环中，我们设置DAC引脚的输出电压（默认设置输出1.6V），然后我们调用ADC值采集函数采集这个引脚电压，并且每隔500ms将采集值转换成电压值，格式化打印到串口显示。
33 int main(void)
34 {
35 uint16_t ad_value = 0;
36
37 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
38 // 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
39 HAL_Init();
40
41 // 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
42 SystemClock_Config();
43
44 // 初始化串口USART1
45 MX_USART1_UART_Init();
46
47 // 初始化ADC1
48 MX_ADC1_Init();
49
50 // 初始化DAC1
51 MX_DAC1_Init();
52
53 //
54 while (1)
55 {
56 HAL_Delay(500);
57
58 HAL_DAC_Set(2000); // 设置2000DAC输出值（1.6V）
59
60 ad_value = HAL_ADC_Read(); // 获取ADC采集值
61 printf("adc = %d\r\n",ad_value); // 打印ADC采集值
62 printf("Adc_value = %.2fV\r\n",ad_value*3.3/4095); // 转换ADC采集为真实电压，并且打印到串口显示
63 }
64 }
7.5.3 gyu_util.c
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。
49 void SystemClock_Config(void)
50 {
51 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
52 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
53 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
54
55 // 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
56 __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
57
58 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
59 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
60 |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
61 // 配置HSE
62 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
63 // 配置LSE
64 RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
65 // 配置HSI
66 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
67 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
68 // 配置PLL
69 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
70 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
71 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
72 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
73 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
74 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
75 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
76 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
77 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
78 {
79 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
80 }
81
82 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
83 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
84 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
85 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
86 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
87 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
88 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
89 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
90 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
91 {
92 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
93 }
94
95 // 初始化外设时钟
96 PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
97 |RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
98 |RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
99 PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
100 PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
101 PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
102 PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
103 PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
104 PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
105 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
106 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
107 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
108 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
109 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
110 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
111 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
112 // 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
113 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
114 {
115 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
116 }
117
118 // 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
119 if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
120 {
121 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
122 }
123
124 // 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
125 HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
126
127 // 配置系统定时器，配置为HCLK
128 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
129
130 // 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
131 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
132 }
7.5.4 gyu_dac.c
DAC初始化函数，配置DAC1通道1（也就是PA4引脚）为DAC输出引脚。
37 void MX_DAC1_Init(void)
38 {
39 hdac1.Instance = DAC1; // 配置为DAC1
40 if (HAL_DAC_Init(&hdac1) != HAL_OK) // 初始化DAC1
41 {
42 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
43 }
44
45 // DAC通道配置结构体定义
46 DAC_ChannelConfTypeDef sConfig;
47 sConfig.DAC_SampleAndHold = DAC_SAMPLEANDHOLD_DISABLE; //DAC模式
48 sConfig.DAC_Trigger=DAC_TRIGGER_NONE; // 不使用触发功能
49 sConfig.DAC_OutputBuffer=DAC_OUTPUTBUFFER_DISABLE; // DAC1输出缓冲关闭
50 sConfig.DAC_ConnectOnChipPeripheral = DAC_CHIPCONNECT_DISABLE; //不连接到片内外设
51
52 // 初始化通道CH1配置
53 if (HAL_DAC_ConfigChannel(&hdac1, &sConfig, DAC_CHANNEL_1) != HAL_OK)
54 {
55 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
56 }
57
58 HAL_DAC_Start(&hdac1,DAC_CHANNEL_1); //开启DAC通道1
59 }
重新定义DAC的硬件引脚，可以看到，配置PA4为DAC引脚。
70 void HAL_DAC_MspInit(DAC_HandleTypeDef* hdac)
71 {
72 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
73 if(hdac->Instance==DAC1) // 判断是否是DAC1
74 {
75 __HAL_RCC_DAC1_CLK_ENABLE(); // 使能DAC时钟
76
77 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4; // 选择PA4
78 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;// 配置模拟模式
79 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 无上下拉
80 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 初始化PA4引脚配置
81 }
82 }
设置DAC引脚输出电压，value为单元值，不是真正的电压值大小。 模拟电压值（范围：0~4095，对应0~3.3V）。
92 void HAL_DAC_Set(uint16_t value)
93 {
94 HAL_DAC_SetValue(&hdac1,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,value); // 配置CH1 12位右对齐模拟输出
95 }
8 07-温湿度实验
此实验给大家展示的是利用STM32L476的I2C外设功能，去获取sht20温湿度传感器采集的温湿度数据。并且将获取到的数据转换成真实的温湿度数据，格式化打印到串口显示。
8.1 STM32L476 I2C简介
I2C（内部集成电路）总线接口处理STM32L4和串行I2C总线之间的通信。 它提供多主机功能，并控制所有I2C总线特定的排序，协议，仲裁和定时。 它支持标准模式（Sm），快速模式（Fm）和快速模式加（Fm +）。兼容SMBus（系统管理总线）和PMBus（电源管理总线）。
I2C主要功能：
•I2C总线规范rev03兼容性：
- 从模式和主模式
- 多主机功能
- 标准模式（最高100 kHz）
- 快速模式（最高400 kHz）
- 快速模式加（最高1 MHz）
- 7位和10位寻址模式
- 多个7位从机地址（2个地址，1个带可配置掩码）
- 所有7位地址确认模式
- 一般电话
- 可编程设置和保持时间
- 易于使用的事件管理
- 可选的时钟拉伸
- 软件重置
•具有DMA功能的1字节缓冲区
•可编程模拟和数字噪声滤波器
8.2 硬件设计
选择STM32L4引脚PB13作为I2C SCL引脚，PB14作为I2C SDA引脚。
8.3 实验准备
- 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
- 使用miniUSB线，连接PC与开发板USB接口。
- 将SW1拨到DBG端，SW2拨到MCU。
- 使用Keil打开基础实验 07-温湿度实验工程。
- 使用Xshell打开Jlink虚拟出的COM口
- 下载程序，并完成功能测试。
8.4 实验验证
下载完成后，打开COM口，可以看到每隔500ms打印一次采集到的温湿度数据。
在采集的过程中，我们将手指按在SHT20上，可以看到温度和湿度都在上升，例如温度，由开始的20.4°C上升到最终的26.7°C。
8.5 源码详解
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
8.5.1 stm32l4xx_hal_conf.h
此文件位于“07-温湿度实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件。
此例程我们主要给大家展示STM32L4的I2C功能，所以我们宏定义中打开I2C相关的。
103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
109
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
111 #define HAL_UART_MODULE_ENABLED // UART
112 #define HAL_DMA_MODULE_ENABLED // DMA
113 #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED // ADC
114 #define HAL_DAC_MODULE_ENABLED // DAC
115 #define HAL_I2C_MODULE_ENABLED // I2C
8.5.2 main.c
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来我们初始化了串口部分，目的是打印采集到的温湿度数据。
接下来初始化I2C引脚。
在while()循环中，我们每隔500ms采集一次温湿度的值，并且将采集的温湿度值转化成真实值，格式化打印到串口显示。
33 int main(void)
34 {
35 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
36 // 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
37 HAL_Init();
38
39 // 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
40 SystemClock_Config();
41
42 // 初始化串口USART1
43 MX_USART1_UART_Init();
44
45 // 初始化I2C2
46 MX_I2C2_Init();
47
48 //
49 while (1)
50 {
51 HAL_Delay(500);
52 printf("Temp = %.1f\r\n",SHT20_Convert(SHT20_ReadTemp(),1));
53 printf("RH = %.1f%%\r\n",SHT20_Convert(SHT20_ReadRH(),0));
54 }
55 }
8.5.3 gyu_util.c
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。
49 void SystemClock_Config(void)
50 {
51 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
52 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
53 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
54
55 // 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
56 __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
57
58 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
59 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
60 |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
61 // 配置HSE
62 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
63 // 配置LSE
64 RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
65 // 配置HSI
66 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
67 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
68 // 配置PLL
69 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
70 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
71 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
72 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
73 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
74 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
75 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
76 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
77 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
78 {
79 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
80 }
81
82 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
83 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
84 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
85 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
86 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
87 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
88 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
89 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
90 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
91 {
92 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
93 }
94
95 // 初始化外设时钟
96 PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
97 |RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
98 |RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
99 PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
100 PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
101 PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
102 PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
103 PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
104 PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
105 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
106 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
107 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
108 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
109 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
110 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
111 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
112 // 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
113 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
114 {
115 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
116 }
117
118 // 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
119 if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
120 {
121 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
122 }
123
124 // 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
125 HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
126
127 // 配置系统定时器，配置为HCLK
128 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
129
130 // 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
131 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
132 }
8.5.4 gyu_i2c.c
在讲解i2c代码之前，我们先给大家讲解一下参数Timing，这个值是通过计算得来的，在STM32芯片手册的P1238页有计算公式说明，我们这边偷懒，利用STM32CUBE里面的配置功能，对应SHT20的I2C参数要求。
我们配置I2C时钟为100KHz，Rise Time 300ns，Fall Time 100ns。最终得出Timing值为0x10D05E82。
初始化I2C引脚，选择的I2C2。
36 void MX_I2C2_Init(void)
37 {
38 hi2c2.Instance = I2C2; // I2C寄存器基础地址，定义为I2C2的
39 hi2c2.Init.Timing = 0x10D05E82; // 指定I2C_TIMINGR寄存器值，此值必须在I2C初始化之前配置
40
41 if (HAL_I2C_Init(&hi2c2) != HAL_OK) // 初始化I2C2
42 {
43 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__); // 如果初始化失败，则进入错误处理
44 }
45 }
定义I2C2功能引脚，选择PB13为SCL引脚，PB14为SDA引脚。并且使能GPIOB以及I2C2的时钟。
55 void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
56 {
57 // 使能GPIOB引脚时钟，因为选择的I2C引脚均在PB上
58 __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
59
60 // 定义GPIO结构
61 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
62
63 // 判断I2C是否选择的是I2C2
64 if(i2cHandle->Instance==I2C2)
65 {
66 // I2C2引脚配置
67 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14; // 选择PB13为SCL引脚，PB14为SDA引脚
68 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD; // 外设功能为开漏模式
69 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉
70 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; // 高速模式
71 GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C2; // 外设引脚选择I2C2
72 HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); // 初始化IO配置
73
74 // 使能I2C2时钟
75 __HAL_RCC_I2C2_CLK_ENABLE();
76 }
77 }
I2C发送数据的函数。
89 uint8_t HAL_I2C_Send(uint8_t addr , uint8_t *pData, uint16_t len)
90 {
91 // 判断是否存在数据，不存在返回HAL_ERROR
92 if(len == 0 || pData == 0)
93 {
94 return HAL_ERROR;
95 }
96
97 // 发送数据，并返回发送状态
98 return HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c2,addr,pData,len,100);
99 }
I2C接收数据的函数。
111 uint8_t HAL_I2C_Read(uint8_t addr, uint8_t *pData, uint16_t len)
112 {
113 // 判断是否存在数据，不存在返回HAL_ERROR
114 if(len == 0 || pData == 0)
115 {
116 return HAL_ERROR;
117 }
118
119 // 接收数据，并返回接收状态
120 return HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2,addr,pData,len,100);
121 }
8.5.5 gyu_sht20.c
读取SHT20温度的函数，最终返回是温度是采集值，不是真实的温度值。
52 uint16_t SHT20_ReadTemp(void)
53 {
54 uint16_t temp = 0;
55
56 // 发送“读取温度指令”
57 uint8_t cmd = SHT20_MEASURE_TEMP_CMD;
58 HAL_I2C_Send(SHT20_WRITE_ADDR,&cmd,1);
59
60 // 获取温度采集值，3位数据分别为：Data(MSB)、Data(LSB)、CheckSum
61 uint8_t pDATA[3] = {0,0,0};
62 HAL_I2C_Read(SHT20_READ_ADDR,pDATA,3);
63
64 // 计算出真实的采集值，保留14bit（MSB 8bit、LSB 高6bit）
65 temp = pDATA[0];
66 temp <<= 8;
67 temp += (pDATA[1] & 0xfc);
68
69 // 返回温度采集值
70 return temp;
71 }
读取SHT20湿度的函数，最终返回是湿度是采集值，不是真实的湿度值。
81 uint16_t SHT20_ReadRH(void)
82 {
83 uint16_t rh = 0;
84
85 // 发送“读取湿度指令”
86 uint8_t cmd = SHT20_MEASURE_RH_CMD;
87 HAL_I2C_Send(SHT20_WRITE_ADDR,&cmd,1);
88
89 // 获取湿度采集值，3位数据分别为：Data(MSB)、Data(LSB)、CheckSum
90 uint8_t pDATA[3] = {0,0,0};
91 HAL_I2C_Read(SHT20_READ_ADDR,pDATA,3);
92
93 // 计算出真实的采集值，保留12bit（MSB 8bit、LSB 高4bit）
94 rh = pDATA[0];
95 rh <<= 8;
96 rh += (pDATA[1] & 0xf0);
97
98 // 返回湿度采集值
99 return rh;
100 }
SHT20软件复位函数，工程中没有使用此函数。
void SHT20_SoftReset(void)
{
// 发送SHT20软件复位指令
uint8_t cmd = SHT20_MEASURE_RH_CMD;
HAL_I2C_Send(SHT20_WRITE_ADDR,&cmd,1);
}温湿度转换函数，用于将采集到的温湿度采集值，转化成真实的温湿度值。
127 float SHT20_Convert(uint16_t value,uint8_t isTemp)
128 {
129 float tmp = 0.0;
130 // 判断本次需要转换的值是温度还是湿度
131 if(isTemp)
132 {
133 tmp = -46.85 + (175.72* value)/(1 << 16); // 温度值转换，公式：T = -46.85 + 175.72*(S/2^16)
134 }
135 else
136 {
137 tmp = -6 + (125.0 *value)/(1<<16); // 湿度值转换，公式：RH = -6.00 + 125.00*(S/2^16)
138 }
139 return tmp;
140 }
9 08-RGB实验
10 09-红外接收实验
红外接收实验，是利用开发板上的红外接收传感器，去获取遥控器按下的信号，红外传感器获取到这个信号后，会转成一段PWM波形从它的DATA引脚输出。此时我们利用STM32的定时器捕获功能，就可以获取到这个PWM波形所携带的信息，以此判断遥控器按下的是哪个按键。
10.1 STM32L476 定时器捕获简介
以下部分为TIM2 / TIM3 / TIM4 / TIM5这四个定时器的介绍。
1.通用定时器简介：
通用定时器由一个由可编程预分频器驱动的16位或32位自动重载计数器组成。它们可用于各种目的，包括测量输入信号的脉冲长度（输入捕获）或生成输出波形（输出比较和PWM）。
使用定时器预分频器和RCC时钟控制器预分频器，可以将脉冲长度和波形周期从几微秒调制到几毫秒。定时器完全独立，不共享任何资源。
2.通用定时器功能
•16位（TIM3，TIM4）或32位（TIM2和TIM5）上，下，上/下自动重载计数器。
•16位可编程预分频器，用于分频（也“在运行中”）计数器时钟
频率由1到65535之间的任何因子组成。
•最多4个独立频道：
- 输入捕获
- 输出比较
- PWM生成（边缘和中心对齐模式）
- 单脉冲模式输出
•同步电路，用外部信号控制定时器并互连
几个计时器。
•以下事件的中断/ DMA生成：
- 更新：计数器溢出/下溢，计数器初始化（通过软件或
内部/外部触发器）
- 触发事件（计数器启动，停止，初始化或通过内部/外部触发计数）
- 输入捕获
- 输出比较
•支持增量（正交）编码器和霍尔传感器电路进行定位
目的
•外部时钟或逐周期电流管理的触发输入
3.通用定时器捕获模式
在输入捕捉模式下，捕捉/比较寄存器（TIMx_CCRx）用于在相应ICx信号检测到转换后锁存计数器的值。 发生捕获时，会设置相应的CCXIF标志（TIMx_SR寄存器），如果使能了中断或DMA请求，则可以发送它们。 如果在CCxIF标志已经为高电平时发生捕获，则设置过捕获标志CCxOF（TIMx_SR寄存器）。 CCxIF可以通过软件将其写入0或读取存储在TIMx_CCRx寄存器中的捕获数据来清除。 将其写入0时，CCxOF将被清除。
10.1.1 遥控器协议说明
遥控器使用的协议，被称为NEC码，NEC的编码方式如下所示，这个部分大家需要理解清楚，方便后续代码的阅读。
NEC码高低电平位定义如下：
一个逻辑 0 的传输需要 1.125ms（560us 脉冲+560us 低电平），一个逻辑 1 传输需要 2.25ms（560us脉冲+1680us 低电平）。
NEC数据格式为：
引导码、用户地址码、用户地址反码、数据码、数据反码。
引导码由一个 9ms 的低电平和一个 4.5ms 的高电平组成，用户地址码、用户地址反码、数据码、数据反码均是8 位数据格式。
当按键被持续按下时，每隔108ms重新发送一次此数据，所以我们可以利用计时超过108ms的方式，来计算按键持续按下的次数（代码中是判断的110ms）。
10.2 硬件设计
选择STM32L4引脚PC6用来捕获红外传感器HS0038的DATA引脚输出的PWM波。
10.3 实验准备
- 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
- 使用miniUSB线，连接PC与开发板USB接口。
- 将SW1拨到DBG端，SW2拨到MCU。
- 使用Keil打开基础实验 09-红外线接收实验工程。
- 使用Xshell打开Jlink虚拟出的COM口
- 下载程序，并完成功能测试。
10.4 实验验证
下载完成后，我们按下遥控器上的任意按键，可以看到LCD上将显示如下，irBtnVal代表的是键值，irBtnCnt代表是按键被按下的次数，irBtnInfo代表按键的图标或者定义。
10.5 源码详解
本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请大家参照代码后的注释。
10.5.1 stm32l4xx_hal_conf.h
此文件位于“09-红外线接收实验\Inc”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件。
此例程我们主要给大家展示STM32L4的I2C功能，所以我们宏定义中打开I2C相关的。
103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED // NVIC
109
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED // GPIO
111 #define HAL_UART_MODULE_ENABLED // UART
112 #define HAL_DMA_MODULE_ENABLED // DMA
113 #define HAL_ADC_MODULE_ENABLED // ADC
114 #define HAL_DAC_MODULE_ENABLED // DAC
115 #define HAL_I2C_MODULE_ENABLED // I2C
10.5.2 main.c
main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。
接下来我们初始化LCD的SPI控制引脚，LCD背光引脚，并且初始化LCD的图形控制界面。
然后我们在LCD上打印固定的遥控器按键显示格式，也就是"irBtnVal"、"irBtnCnt"、"irBtnInfo"这几个字符串。
接下来我们初始化我们此实验的重点功能，也就是TIM3定时器。
在while()循环中，我们轮询遥控器的按键信息，一旦有遥控器按下，则在LCD的对应位置，打印按键的信息。
34 int main(void)
35 {
36 irInfo_t irkey = {0,0};
37
38 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
39 // 重置所有外设、flash界面以及系统时钟
40 HAL_Init();
41
42 // 配置系统时钟（包含振荡器、系统时钟、总线时钟等等）
43 SystemClock_Config();
44
45 // LCD SPI初始化
46 LCD_GPIO_Init(); // LCD IO控制引脚（例如背光）
47 MX_SPI1_Init(); // LCD SPI控制引脚
48
49 // 图形界面初始化
50 GUI_Init(); // GUI界面初始化
51 GUI_Clear(); // 清屏
52
53 GUI_SetColor(GUI_Crimson); // 红色字体
54 GUI_DispStringAt("irBtnVal:",24,24); // 打印字符串"irBtnVal:"到位置X->24，Y->24
55 GUI_DispStringAt("irBtnCnt:",24,72); // 打印字符串"irBtnCnt:"到位置X->24，Y->96
56 GUI_DispStringAt("irBtnInfo:",24,120); // 打印字符串"irBtnCnt:"到位置X->24，Y->120
57
58 // 初始化TIM3
59 MX_TIM3_Init();
60
61 //
62 while(1)
63 {
64 irkey = IRBNT_POLL(); // 轮训获取IR按键信息
65
66 if(irkey.irBtnVal) // 如果按键信息存在
67 {
68 GUI_DispHexAt(irkey.irBtnVal,144,24,2); // 打印按键值
69 GUI_DispHexAt(irkey.irBtnCnt,144,72,2); // 打印按键计数
70
71 // 打印按键图标或名称
72 GUI_GotoXY(144,120); // 指的光标位置
73 GUI_ClearArea(); // 清除指定位置数据
74 switch(irkey.irBtnVal) // 判断按键值，打印相应图标或名称
75 {
76 case REMOTE_BTN_SWITCH: GUI_DispString("'switch'"); break;
77 case REMOTE_BTN_MENU: GUI_DispString("'menu'"); break;
78 case REMOTE_BTN_MUTE: GUI_DispString("'mute'"); break;
79 case REMOTE_BTN_MODE: GUI_DispString("'mode'"); break;
80 case REMOTE_BTN_PLUS: GUI_DispString("'+'"); break;
81 case REMOTE_BTN_RETURN: GUI_DispString("'return'"); break;
82 case REMOTE_BTN_REWIND: GUI_DispString("'|<<'"); break;
83 case REMOTE_BTN_PAUSE: GUI_DispString("'>||'"); break;
84 case REMOTE_BTN_FASTFORWARD: GUI_DispString("'>>|'"); break;
85 case REMOTE_BTN_0: GUI_DispString("'0'"); break;
86 case REMOTE_BTN_LESS: GUI_DispString("'-'"); break;
87 case REMOTE_BTN_OK: GUI_DispString("'OK'"); break;
88 case REMOTE_BTN_1: GUI_DispString("'1'"); break;
89 case REMOTE_BTN_2: GUI_DispString("'2'"); break;
90 case REMOTE_BTN_3: GUI_DispString("'3'"); break;
91 case REMOTE_BTN_4: GUI_DispString("'4'"); break;
92 case REMOTE_BTN_5: GUI_DispString("'5'"); break;
93 case REMOTE_BTN_6: GUI_DispString("'6'"); break;
94 case REMOTE_BTN_7: GUI_DispString("'7'"); break;
95 case REMOTE_BTN_8: GUI_DispString("'8'"); break;
96 case REMOTE_BTN_9: GUI_DispString("'9'"); break;
97 }
98 }
99 }
100 }
10.5.3 gyu_util.c
时钟初始化函数，用于配置我们模块运行的系统时钟、AHB高性能总线时钟、APB外设总线时钟以及单个外设的时钟。
主要包含了三个部分的初始化配置。
1.内部或者外部振荡器选择，也就是选择时钟信号的来源，是内部振荡，还是外部晶振。
2.时钟配置，选择系统、AHB总线及APB总线的时钟来源。
3.外设时钟配置，选择外设时钟来源。
为了给大家比较全面的展示各个时钟，我们振荡器选择HSI（内部16MHz高频）、HSE（外部8MHz高频）以及LSE（外部32.768KHz低频）三个。选择HSE作为PLL（锁相回路）时钟源，配置PLLCLK为80MHz。配置系统时钟SYSCLK、AHB高性能总线、APB外设总线（APB1及APB2）为80MHz。另外我们还分别配置了ADC、UART以及I2C的外设时钟。
基础实验中的其他例程，大部分都是使用的相同的时钟配置函数，有特殊的时钟使用，将会在对应例程的源码详解中做针对性说明。
49 void SystemClock_Config(void)
50 {
51 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义RCC内部/外部振荡器结构体
52 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义RCC系统，AHB和APB总线时钟配置结构体
53 RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit; // 定义RCC扩展时钟结构体
54
55 // 配置LSE驱动器功能为低驱动能力
56 __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW);
57
58 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
59 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE
60 |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; // 设置需要配置的振荡器为HSI、HSE、LSE
61 // 配置HSE
62 RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 激活HSE时钟（开发板外部为8MHz）
63 // 配置LSE
64 RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; // 激活LSE时钟（32.768KHz,低驱动）
65 // 配置HSI
66 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; // 激活HSI时钟
67 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16; // 配置HSI为16MHz
68 // 配置PLL
69 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 打开PLL
70 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 选择HSE时钟作为PLL入口时钟源，8MHz
71 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // 配置PLL VCO输入分频为1，8/1 = 8MHz
72 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // 配置PLL VCO输入倍增为20，8MHz*20 = 160MHz
73 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，160/7 = 22.857143MHz
74 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，160/2 = 80MHz
75 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，160/2 = 80MHz
76 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
77 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
78 {
79 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
80 }
81
82 // 初始化CPU，AHB和APB总线时钟
83 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
84 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 需要配置的时钟HCLK、SYSCLK、PCLK1、PCLK2
85 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 配置系统时钟为PLLCLK输入，80MHz
86 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
87 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
88 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2时钟为系统时钟1分频，80/1 = 80MHz
89 // RCC时钟配置，出错则进入错误处理函数
90 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK) // HCLK=80MHz，Vcore=3.3V，所以选择SW4（FLASH_LATENCY_4）
91 {
92 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
93 }
94
95 // 初始化外设时钟
96 PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_USART1|RCC_PERIPHCLK_USART2
97 |RCC_PERIPHCLK_LPUART1|RCC_PERIPHCLK_LPTIM1
98 |RCC_PERIPHCLK_I2C2|RCC_PERIPHCLK_ADC; // 需要初始化的外设时钟:USART1、USART2、LPUART1、LPTIM1、I2C2、ADC
99 PeriphClkInit.Usart1ClockSelection = RCC_USART1CLKSOURCE_PCLK2; // 配置串口USART1时钟为PCLK2，80MHz
100 PeriphClkInit.Usart2ClockSelection = RCC_USART2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置串口USART2时钟为PCLK1，80MHz
101 PeriphClkInit.Lpuart1ClockSelection = RCC_LPUART1CLKSOURCE_HSI; // 配置LPUART时钟为HSI，16MHz
102 PeriphClkInit.I2c2ClockSelection = RCC_I2C2CLKSOURCE_PCLK1; // 配置I2C2时钟为PCLK1，80MHz
103 PeriphClkInit.Lptim1ClockSelection = RCC_LPTIM1CLKSOURCE_LSE; // 配置LPTIM1时钟为LSE，32.768KHz
104 PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCCLKSOURCE_PLLSAI1; // 配置ADC时钟为PLLSAI1，现在为80MHz，下面会重新定义
105 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Source = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 配置PLLSAI1时钟为HSE，8MHz
106 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1M = 1; // 配置PLLSAI1分频为1
107 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1N = 8; // 配置PLLSAI1倍增为8
108 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1P = RCC_PLLP_DIV7; // SAI时钟7分频，64/7 = 9.142857MHz
109 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1Q = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC、RNG、USB时钟2分频，64/2 = 32MHz
110 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1R = RCC_PLLR_DIV2; // 系统主时钟分区2分频，64/2 = 32MHz
111 PeriphClkInit.PLLSAI1.PLLSAI1ClockOut = RCC_PLLSAI1_ADC1CLK; // 配置PLLSAI1输出为ADC1时钟，也就是配置ADC1时钟，32MHz
112 // 外设时钟配置，出错则进入错误处理函数
113 if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
114 {
115 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
116 }
117
118 // 配置内部主稳压器输出电压，配置为稳压器输出电压范围1模式，也就是：典型输出电压为1.2V，系统频率高达80MHz
119 if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
120 {
121 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
122 }
123
124 // 配置系统定时器中断时间，配置为HCLK的千分频
125 HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);
126
127 // 配置系统定时器，配置为HCLK
128 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
129
130 // 系统定时器中断配置，设置系统定时器中断优先级最高（为0），且子优先级最高（为0）
131 HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
132 }
10.5.4 gyu_irc
初始化定时器TIM3，首先配置TIM3的时钟为1MHz（也就是1us），我们设置它向上自动装载，并且设置自动装载值为10000，通过计算可以知道装满一次需要10ms。
然后我们需要设置输入捕获的参数，我们配置上升沿下降沿都捕获，并且设置8个时钟周期的滤波（防止误识别）。
最后使能TIM3的中断，并且开始捕获TIM3的通道1（也就是PC6引脚）。
59 void MX_TIM3_Init(void)
60 {
61 htim3.Instance = TIM3; // 通用定时器3
62 htim3.Init.Prescaler = 80-1; // TIM3 80预分频器（APB2总线），80MHz / 80 = 1MHz（1us）
63 htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; // 向上计数器
64 htim3.Init.Period = 10000; // 自动装载值设为10000,装满一次 10000 * 1us = 10ms
65 htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;// 不分频
66 htim3.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_ENABLE; // 自动加载使能
67 if (HAL_TIM_IC_Init(&htim3) != HAL_OK) // 初始化TIM3，出错则进入错误处理函数
68 {
69 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
70 }
71
72 // 初始化TIM3输入捕获参数
73 TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC; // 定义输入捕获结构体（IC:Input capture）
74 sConfigIC.ICPolarity = TIM_ICPOLARITY_BOTHEDGE; // 上升沿下降沿都捕获
75 sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI; // 配置为TI1
76 sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; // 不分频
77 sConfigIC.ICFilter = 0x03; // IC1F=0011 8个定时器时钟周期滤波
78 // 初始化TIM3 CH1通道，出错则进入错误处理函数
79 if (HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim3, &sConfigIC, TIM_CHANNEL_1) != HAL_OK)
80 {
81 _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
82 }
83
84 HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3); // 使能更新中断（也就是TIM_IT_UPDATE）
85 HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_1); // 开始捕获TIM3 CH1
86 }
使能GPIOC以及TIM3的时钟，并且配置PC6为TIM3的通道1。
96 void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
97 {
98 GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
99 __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE(); // 使能TIM3时钟
100 __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); // 开启GPIOC时钟
101
102 GPIO_Initure.Pin = GPIO_PIN_6; // PC6
103 GPIO_Initure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 推挽输出
104 GPIO_Initure.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉
105 GPIO_Initure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 高速模式
106 GPIO_Initure.Alternate = GPIO_AF2_TIM3; // PC6配置为TIM3通道1
107 HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_Initure);
108
109 HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn, 10, 0); // 设置TIM3中断优先级
110 HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn); // 使能TIM3中断
111 }
定时器周期中断回调函数，TIM3的自动装载值装满一次，进入一次此回调（本工程配置的参数是10ms进入一次）。
我们判断是否已经接收到引导码（根据引导码标志位判断），一旦接收到引导码，我们认为已经开始了一次NEC数据的接收。
如果是接收到引导码之后，第一次进入此函数，那么我们使能记录遥控器按键值的标志位，也就是代表接收到了一次NEC数据（不管数据对错）。
如果进入的次数少于11次，则继续增加计数，当计数值等于11时（也就是从接收到引导码已经过去至少110ms时），我们认为一次NEC的数据获取已经完成，此时清除周期回调的计数值，并且删除引导码标志位（下次再进到这个函数时，只有新的引导码数据到来，才会进行新的数据处理）。
122 void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
123 {
124 if(htim->Instance == TIM3)
125 {
126 if(irStatus & IR_STATUS_BootCode) // 如果接收到引导码
127 {
128 irStatus &= ~IR_STATUS_Rising; // 删除上升沿标记（以防止本次出错，确保下次采集流程正确）
129
130 if(tim3Cnt == 0) // 如果是第一次进入（计数为0）
131 {
132 irStatus |= IR_STATUS_BtnInfo; // 记录已经获取到IR按键信号（遥控器按键值）
133 }
134 if((tim3Cnt & 0X0F) < 11) // 进入回调少于11次
135 {
136 tim3Cnt++; // 计数值自加
137 }
138 else // 超过11次，代表一次采集超时（不论是否成功）
139 {
140 irStatus &= ~IR_STATUS_BootCode;// 删除引导码标记
141 tim3Cnt = 0; // 清除计数值
142 }
143 }
144 }
145 }
处理TIM3 CH1（PC6引脚）捕获的数据，这边要记得初始化中我们使能了上升沿下降沿都捕获数据。
当有边沿捕获到来，我们判断此时PC6引脚的电平。
如果此时是高电平，则代表刚刚的是上升沿，此时我们使能上升沿标志位，并且清空定时器计数值。
如果此时是低电平，且上升沿标识位被置位，则我们根据获取到的计数值（也就是上一次高电平的持续时间）来判断本段PWM波代表的含义。
155 void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
156 {
157 // 判断是否为TIM3 CH1捕获产生的回调
158 if((htim->Instance == TIM3) && (htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1))
159 {
160 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_6)) // 获取PC6引脚电平，如果是高电平，则代表是上升沿捕获
161 {
162 __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim3, 0); // 清除TIM3定时器计数值
163 irStatus |= IR_STATUS_Rising; // 标记上升沿捕获
164 }
165 else //如果是低电平，则代表是下降沿触发
166 {
167 tim3Val = HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htim3, TIM_CHANNEL_1); // 读取TIM3 CH1定时器计数值
168
169 if(irStatus & IR_STATUS_Rising) // 存在上升沿标记，我们比较定时器计数值
170 {
171 if(tim3Val > 260 && tim3Val < 860) // 高电平持续560us代表bit 0，范围560us±300us
172 {
173 irRecData <<= 1; // 左移一位
174 irRecData |= 0; // bit位赋值0
175 }
176 else if(tim3Val > 1380 && tim3Val < 1980) // 高电平持续1680us代表bit 1，范围1680us±300us
177 {
178 irRecData <<= 1; // 左移一位
179 irRecData |= 1; // bit位赋值1
180 }
181 else if(tim3Val > 2200 && tim3Val < 2800) // 高电平持续2500us代表本次按键结束，范围2500us±300us
182 {
183 irCnt++; // 按键次数新增1
184 tim3Cnt = 0; // 清除计数值
185 }
186 else if(tim3Val > 4200 && tim3Val < 4800) // 高电平持续4500us代表新的按键，范围4500us±300us
187 {
188 irStatus |= IR_STATUS_BootCode; // 标记引导码
189 irCnt = 0; // 有新的按键到来，清除按键计数
190 }
191 }
192
193 irStatus &= ~IR_STATUS_Rising; // 清除上升沿标记
194 }
195 }
196 }
轮询当前的按键信息。如果按键值标识存在，则代表有按键被按下，接着判断地址码以及数据数据正确，并将最终的按键数据添加到irinfo中留给应用层调用。
206 irInfo_t IRBNT_POLL(void)
207 {
208 irInfo_t irinfo = {0,0}; // 定义按键信息结构体
209 uint8_t bcode, dcode; // 定义引导码正反编码
210 uint8_t bvalue, dvalue; // 定义按键值正反编码
211
212 if(irStatus & IR_STATUS_BtnInfo) // 如果获取到按键值
213 {
214 bcode = irRecData >> 24; // 地址码
215 dcode = (irRecData >> 16) & 0xff; // 地址码反编码
216
217 if((bcode == (uint8_t)~dcode) && bcode == REMOTE_DEVICE_ID) // 判断地址码是否正确
218 {
219 bvalue = irRecData >> 8; // 按键值
220 dvalue = irRecData; // 按键值反编码
221
222 if(bvalue == (uint8_t)~dvalue) // 判断按键值是否正确
223 {
224 irinfo.irBtnVal = bvalue; // 将按键值赋给irinfo.irBtnVal
225 }
226 }
227
228 irinfo.irBtnCnt = irCnt; // 将按键此处赋给irinfo.irBtnCnt
229 }
230
231 return irinfo; // 返回按键信息
232 }