STM8單片機零基礎學習開發基礎篇教程

ID:223470 · 發表于 2018-3-16 13:13

本文檔是學習板stm8單片機篇零基礎學習開發基礎篇教程；希望給大家的學習中帶來幫助；

stm8單片機篇

第 1章預備篇

1.1如何在 win7系統下安裝基礎型學習板實驗平臺軟件

1、雙擊鼠標左鍵打開資料中的“基礎型學習板實驗平臺”，“ 基礎型學習板實驗平臺”如圖 1.1- 1 所示。

圖 1.1- 1 微云電子出品文件夾

2、打開“基礎型學習板實驗平臺”后，出現一名為 Volume 的文件夾，界面如圖 1.1- 2 所示。

圖 1.1- 2 Volume 文件夾

3、雙擊鼠標左鍵打開“Volume 文件夾”，出現安裝 setup 所在文件夾，如圖

1.1- 3 所示。

圖 1.1- 3 setup 所在界面

4、右鍵單擊“setup.exe”，選擇以管理員身份運行，如圖 1.1- 4 所示。

圖 1.1- 4 以管理員身份運行安裝圖標

5、安裝程序初始化界面如圖 1.1- 5 所示。

圖 1.1- 5 安裝程序初始化

6、選擇目標目錄界面，基礎型學習板實驗平臺目錄的默認目錄是 C:\Program

Files\基礎型學習板實驗平臺\，如圖 1.1- 6 所示。

圖 1.1- 6 選擇目錄界面

7、修改保存路徑，單擊瀏覽微云電子出品目錄以及 National lnstuments 產品目錄，在這里微云電子出品的目錄我選用 D 盤名命為基礎型學習板實驗平臺的文件夾中，單擊下一步，如圖 1.1- 7 所示。

圖 1.1- 7 修改后的保存路徑

注：讀者可自行選擇目錄，也可不修改路徑，選擇默認路徑，直接點擊下一步，National lnstuments 產品目錄的選擇和下載器的目錄選擇完全一樣，這這里不再重復介紹。

8、目錄選擇結束的開始安裝界面如圖 1.1- 8 所示，單擊下一步。

圖 1.1- 8 開始安裝

9、安裝進度如圖 1.1- 9 所示。

圖 1.1- 9 安裝進度

8、單擊完成，安裝成功，安裝成功界面如圖 1.1- 10 所示。

圖 1.1- 10 安裝成功界面

1.2如何使用 Downloader

1、左鍵單擊計算機左下方的“開始菜單”中“所有程序”中的“基礎型學習板實驗平臺”，如圖 1.2- 1 所示。

圖 1.2- 1 打開 0724 電子出品

2、單擊鼠標右鍵 Downloader，選擇以管理員身份運行，這個是我們向 stm8

單片機里下載程序的軟件，Downloader 打開界面如圖 1.2- 2 所示。

圖 1.2- 2 Downloader 界面

3、應用此軟件之前需要軟件注冊，單擊軟件注冊，如圖 1.2- 3 所示。

圖 1.2- 3 注冊界面

4、單擊 Port Name 中的下箭頭，選擇 COM 口，由前面“如何在 win7 系統

下查看 com 口”可知選擇 COM3（讀者是 COM 幾，就選擇 COM 幾），如圖 1.2- 4

所示。

圖 1.2- 4 選擇 com 口

5、單擊注冊窗口右側的藍色圓箭頭，提示輸入軟件注冊碼，如圖 1.2- 5 所示。

圖 1.2- 5 軟件注冊界面

6、注意每個學習板的注冊碼不同，讀者請參看學習板上的標簽，上面就是學習板的注冊碼。在灰色框內輸入注冊HVGG_GQGG_JJJI_KNHM_JMJH_JKJG 如圖 1.2- 6 所示，注意注冊碼要求英文半角大寫。每四位為一組，讀者以學習板標簽為主，若輸入的注冊碼不對會有錯誤提示窗口。輸入結束后單擊藍色箭頭，注冊成功，如圖 1.2- 7 所示。

圖 1.2- 6 輸入注冊碼注冊

圖 1.2- 7 注冊成功

注冊部分介紹結束，下載部分在下面下載程序部分介紹。

1.3IAR forstm8軟件的安裝

在這里我們以 win7 操作系統下為例介紹軟件的安裝過程。打開微云電子資料內容中的\相關軟件及工具\IAR FOR STM8 v1.3 文件夾，

可看到如圖 1.3- 1 所示：

圖 1.3- 1 IAR FOR STM8 v1.3 文件夾內容

其中第一個是安裝軟件，第二個是注冊機。右擊安裝軟件，點擊“以管理員身份運行”，操作界面如圖 1.3- 2 所示（對于涉及權限的一律點“是”或者“允許”，以下不再贅述）。

圖 1.3- 2 安裝管理權限

打開安裝軟件后，界面如圖 1.3- 3 所示：

圖 1.3- 3 打開安裝軟件界面

點擊“next”按鈕，之后，選擇同意協議，操作如圖 1.3- 4 所示，再點擊“next”：

圖 1.3- 4 接受協議

然后界面如圖 1.3- 5 所示：

圖 1.3- 5 輸入用戶信息

其中 Name 和 Company 可以隨便填，接下來就是注冊和破解的過程了。在 IAR FOR STM8 v1.3 文件夾下找到注冊機 key_iar_stm8，同樣以管理員身份運行，注意，此處一定要以管理員的身份運行，否則獲取的 ID 號將不準確，會影響以后軟件的使用。操作如圖 1.3- 6所示。

圖 1.3- 6 注冊管理權限

打開之后界面如圖 1.3- 7 所示，在 Product 一欄選擇 Embedded Workbench For

STM8 1.30，然后點擊“Generate”，因為是隨機產生的，可多點幾次。

圖 1.3- 7 注冊機界面

把 License number 選定，復制到之前的 License#的條框里。然后點擊“next”，操縱如圖 1.3- 8 所示。

圖 1.3- 8 輸入 License 信息

然后把注冊機的 License Key，復制到下圖位置，點擊“next”，操作如圖 1.3- 9

所示。

圖 1.3- 9 輸入用戶 License Key 信息

接下來是選擇安裝路徑，因為軟件不大，所以最好默認安裝到 C 盤，如果一定要更改安裝路徑，可點擊“Change”，操作如圖 1.3-10 所示。

圖 1.3- 10 修改安裝路徑

接下來就是選擇安裝類型（如圖 1.3- 11 所示）和安裝 ST-LINK 安裝包（如圖 1.3- 12 所示），全部選擇默認，一路點擊“next”就好。

圖 1.3- 11 安裝類型

圖 1.3- 12 ST-LINK 安裝

以下兩個可以選項不勾選，點擊“finish”，就完成了所有的安裝。操作如圖

1.3- 13 所示。

圖 1.3- 13 安裝完成

接下來這一步很重要，就是把微云電子資料內容中>安裝軟件及工具>IAR FOR STM8 v1.3 里的 config 文件夾替換掉C:\Program Files\IAR Systems\Embedded Workbench 6.0 Evaluation\stm8（注：個別將軟件安裝到別的路徑下，請自行分析替換）路徑下的config 文件夾。Config 文件夾如圖 1.3- 14 所示。如果沒有這一步的話，會影響以后程序的下載。如果在安裝過程中忘了這一步，之后不用重新安裝軟件，直接加上這一步即可。

圖 1.3- 14 config 文件夾

至此，IAR 軟件就全部安裝完畢了，你會在開始菜單->所有程序中看到一個 IAR 的相關文件夾。操作如圖 1.3- 15 所示。

圖 1.3- 15 開始菜單中的 IAR

1.4如何新建工程

1.4.1建立工程

首先，點擊開始菜單，選擇所有程序 ->IAR Systems->IAR Embedded

Workbench for STMicroelectronics STM8 1.30 Evaluation->IAR Embedded

Workbench，啟動 IAR。操作如圖 1.4- 1 所示。

圖 1.4- 1 啟動 IAR

啟動之后如圖 1.4- 2 所示：

圖 1.4- 2 IAR 運行界面

選擇 File>New>Workspace，新建一個 Workplace，用來放置當前要建立的工程，操作如圖 1.4- 3 所示。

圖 1.4- 3 建立 Workplace

再點擊 Project>Create New Project，如圖 1.4- 4 所示：

圖 1.4- 4 建立工程

彈出對話框，如圖 1.4- 5 所示：

圖 1.4- 5 工程類型

Tool chain 默認是 STM8 Series。無需再選擇。這里的工程可以建成四種，空工程，匯編 ASM，基于 C++或者是 C 語言的，我們這里選擇的是 C，然后點擊 OK，彈出保存工程的對話框，如圖 1.4- 6 所示：

圖 1.4- 6 保存工程對話框

通常，為了方便區分每個工程和便于日后的管理與調試，往往將每個工程用單獨的文件夾來保存，所以，筆者建議在這個步驟多新建一個文件夾，用來保存新建的工程，點擊新建文件夾，取名為“my_first_project”，操作如圖 1.4- 7 所示。

圖 1.4- 7 新建工程文件夾

雙擊打開此文件夾，然后在文件名一欄寫入工程的名字 my_first_program，然后點擊保存，操作如圖 1.4- 8 所示。

圖 1.4- 8 保存工程

工程建好之后，要保存一下 Workplace，選擇 File>Save Workspace。操作如所圖 1.4- 9 所示。

圖 1.4- 9 保存 Workplace

指定要保存的路徑，并輸入 workspace 的名字，我們這里取名為

my_first_workplace。

圖 1.4- 10 Workplace 名稱

一般情況下，project 和 Workplace 的名字最好保持一致，便于以后的管理，這里，筆者為了讓你更好的區分 project 和 Workplace，所以取了不同的名字。至此，整個工程基本上就建好了，界面如圖 1.4- 10 所示。工程建立完畢后的 IAR 界面如圖 1.4- 11 所示。

圖 1.4- 11 工程建立完畢后的 IAR 界面

1.4.2工程的選項配置

選擇 Project>Options ，或者在 Workspace 窗口，選中 project 名字，右擊選擇選擇 “Options…”。操作如圖 1.4-12 所示。

彈出 Options 的對話框：

圖 1.4- 12 工程選項配置

1）在 Category 中，選擇“General Options”,如圖 1.4- 13所示：

在 Target 的 Device 中，選擇相應的 MCU 型號 STM8S103K3U。其他選擇默認。

圖 1.4- 13 配置中的 General Options

這里要提一下，雖然我們學習板上的單片機型號為 STM8S103K3，但是在這里我們要選擇 STM8S103K3U，這可能就是 IAR 軟件與單片機不兼容造成的，不過別擔心，這并不會影響我們對單片機的正常使用的。

2) 在 Category 中，選擇 C/C++Compiler，顯示 compiler 選項頁，操作如圖

1.4- 14所示。

圖 1.4- 14 配置中的 C/C++Compiler 中的 Language

選擇 Output list file, 勾選輸出列表文件,操作如圖 1.4- 15 所示。

圖 1.4- 15 配置中 C/C++Compiler 中的 List

3) 在 Category 中，選擇 Assembler，顯示 Assembler 選項頁,操作如圖 1.4- 16

所示。

圖 1.4- 16 配置中的 Assembler 中的 Language

4) 在 Category 中，選擇 Output Converter，顯示 Output Converter 選項頁 ,操作如圖 1.4- 17所示。

圖 1.4- 17 配置中的 Output Converter

在 Debug\Exe 目錄中，產生目標文件。IAR 默認的是.out 文件。而我們的下載器只識別.hex 文件，此處 Output format 選擇 Intelextended，然后勾選 Override default。

5) 在 Category 中，選擇 Linker，顯示 Linker 選項頁，config操作如圖 1.4- 18

所示,list操作如圖 1.4- 19所示。

圖 1.4- 18 配置中的 Linker 中的 config

圖 1.4- 19 配置中的 Linker 中的 list

選中 Generate linker map file,生成鏈接映像文件。

6) 在 Category 中，選擇 Debugger，顯示 Debugger 選項頁，這里主要配置下

載程序的方式，因為我們用的是串口下載程序，所以這一步配置不是很重要,

操作如圖 1.4- 20所示。

圖 1.4- 20 配置中的 Debugger

最后點擊“OK”，就完全配置好了。

1.5如何下載程序

1.5.1文件的編譯與連接

在代碼編輯區，我們先輸入一段寫好的點亮 led 燈的程序，（此段代碼可以在基礎篇>點亮 led 燈里找到，這里引用只是為了講解如何下載程序，詳細代碼分析請參看第二章），如圖 1.5- 1 所示：

圖 1.5- 1 在 IAR 中輸入程序

然后我們點擊“Compiled”，編譯一下，操作如圖 1.5- 2 所示：

圖 1.5- 2 編譯程序

可以看到下面“Build”一欄中沒有錯誤，如圖 1.5- 3 所示：

圖 1.5- 3 Build 錯誤顯示欄

然后我們在點擊“Make”圖標，如圖 1.5- 4 所示：

圖 1.5- 4 Make 程序

“Build”一欄中顯示如圖 1.5- 5 所示：

圖 1.5- 5 Make 后的 Build 欄

沒有錯誤和警告，這時候，在我們所建的工程目錄 D:\......\ 基礎篇

\my_first_project\Debug\Exe 下，出現 my_first_program.hex 和 my_first_program.out 兩個文件，其中，my_first_program.hex 文件是我們將要下載的文件，如圖 1.5- 6 所示。

圖 1.5- 6 hex 文件

1.5.2程序的下載

關于 Downloder 軟件的安裝與注冊以及串口驅動的安裝，請參考 1.2，這里不再贅述。將硬件跳帽連接好，USB 線連接上電腦的 U口，操作如圖 1.5- 7 所示：

圖 1.5- 7 led 燈的硬件連接實物圖

選擇“開始”菜單，所有程序——>微云電子出品文件夾——>Downloader,

打開 Downloder，如圖 1.5- 8 所示：

圖 1.5- 8 下載器運行界面

點擊下載器按鈕，選擇相應的串口（串口號在設備管理器里可以看到），若沒有出來串口可點擊一下刷新，如圖 1.5- 9 所示。

圖 1.5- 9 下載器串口操作

然后點擊右下角的下一步，出現界面如圖 1.5- 10 所示：

圖 1.5- 10 下載 hex 文件界面

點擊右側的

按鈕，選擇上面已經編譯好的 hex 文件，文件在工程目錄

\my_first_project\Debug\Exe 下，然后點擊確定，操作如圖 1.5- 11 所示。

圖 1.5- 11 下載 hex 文件操作

再次點擊下一步按鈕，就會彈出一個對話框，提示下載成功，如圖 1.5- 12

所示。

圖 1.5- 12 下載成功界面

這時候，跳上 J7 的跳線帽就可以看到我們的基礎型學習板上中間的小燈點亮了，如圖 1.5- 13 所示。

圖 1.5- 13 led 燈照亮實物圖

1.6特別注意

由于本款單片機學習板是 STM8 和 51 單片機二合一的板子，很多口都是復用的，所以在調試 STM8 的時候，確定要將 51 設置成高阻輸出狀態。也就是說下載一個配置程序 P3M 到 51 單片機里就行了，該程序在目錄 51 程序/內。

第 2章基礎學習篇

2.1GPIO應用之點亮 LED燈

2.1.1STM8的 GPIO口原理簡介

GPIO 口即通用輸入/輸出口用于芯片和外部進行數據傳輸。一個 IO 端口可以包括多達 8 個引腳，每個引腳可以被獨立編程作為數字輸入或者數字輸出口。我們這款單片機在 STM8 家族中算比較簡單的，只有 PA，PB，PC，PD ，PE 五個口。每個 IO 口都分配五個寄存器，它們是：一個輸出數據寄存器 ODR，一個輸入引腳寄存器 IDR，一個數據方向寄存器 DDR，一個選擇寄存器 CR1，和一個配置寄存器 CR2。一個 I/O 口工作在輸入還是輸出是取決于該口的數據方向寄存器的狀態。對于常用的幾個寄存器介紹如下：

注意：每一個端口寄存器位驅動相應的端口的引腳。

圖 2.1- 1 DDR 寄存器

Px_DDR 寄存器用來配置 IO 口的輸入或輸出模式，在這里，我們要點亮 led 燈，所以要把與 led 燈相連的口配置成輸出模式。與 led燈相連的是 PD4 口，所以在寫代碼的時候要把 PD4 口的 DDR 寄存器置 1，DDR 寄存器如圖 2.1- 1 所示。

圖 2.1- 2 ODR 寄存器

Px_ODR 寄存器，通常只在 IO 口配置成輸出的時候起作用，ODR 寄存器里的值，表示在輸出模式下，IO 口引腳上的值。所以，要想把 IO 口的某一個或多個引腳置高或置低，只需操作 ODR 即可，ODR 寄存器如圖 2.1- 2 所示。

圖 2.1- 3 IDR 寄存器

當 IO 口配置為輸入時，可從此寄存器讀取當前 IO 口的狀態值。在這里我們暫時還用不到這個 IDR 寄存器，IDR 寄存器如圖 2.1- 3所示。

圖 2.1- 4 CR1 寄存器

通常，模擬開漏輸出需要外接上拉電阻，驅動能力較強，推挽輸出不需要外接電阻，驅動能力較弱，對于 led 的點亮，推挽輸出足以，所以我們通常將 IO 口配置為推挽輸出。當然，也有配置為開漏輸出的時候，在以后會遇到。CR1 寄存器如圖 2.1- 4 所示。

圖 2.1- 5 CR2 寄存器

CR2 控制寄存器多用來在輸入模式下控制外部中斷，在輸出模式下，作用不大，此款單片機雖然可以最高外接 25M 晶振，但我們還用不到那么高的速度，所以，IO 的輸出速度也可以不必關心。CR2 寄存器如圖 2.1- 5 所示。

至此，我們已經把 GPIO 口的所有寄存器了解完畢了。

2.1.2硬件連接原理

LED 燈部分及單片機的學習板上的原理圖如圖 2.1- 6 所示：

圖 2.1- 6 LED 燈硬件原理圖

根據上面兩個原理圖來看：單片機的第 29 腳，即 PD4 口通過名為 BEEP 的線連接到 J7 跳帽的 2 引腳，J7 跳帽的 1 腳連接著一個電阻和一個 led 燈串聯后接地，由此我們可以判斷，要想讓 led 小燈亮，就是讓 PD4 口置為高電平即可（若將 J7 的跳帽接到 2,3 腳，則可以驅動蜂鳴器）。

2.1.3原工程詳解

由以上兩小節我們可知，點亮 led 燈只需配置 PD4 口就好，且看以下代碼：

#include<iostm8s103k3.h> //將 MCU 型號（stm8s103k3）的頭文件加進來

int main( void )

{

PD_DDR |=0x10; //將 PD.4 設置成輸出模式 PD_CR1 |=0x10; //將 PD.4 設置成推挽輸出方式 PD_CR2 &=~0x10; //設置 PD.4 輸出速率最大為 2MHZ

PD_ODR |=0x10; //將 ODR 寄存器的第 4 位置 1，即 PD.4=1；

while(1); //始終循環，程序停在此處

}

這里只有一個主函數，每個寄存器包括八位，分別控制 PD0~PD7 八個引腳，這里與 led 燈相連的是 PD4，

PD_DDR |=0x10；就是 DDR 與十六進制數 10（即二進制 00010000）相或。因為任何數與 0 相或都不變，與 1 相或則為 1，所以“或”有置位的效果，從右邊低位 0 位算起，第五個數恰好是 PD4 口，所以此句話相當于 PD4 設置成輸出模式。PD_CR1 |=0x10; PD_ODR |=0x10; 兩句是同樣的道理。

PD_CR2 &= ~0x10; ~是指取反符號，~0x10 就是 0xef，此句就是 CR2 與 fe

（即二進制 11101111）相與，因為任何數與 1 相與都不變，與 0 相與則必為 0，所以“或”有清零的效果，所以此句話相當于把 CR2的第 4 位清零（即最大擺率設為 2MHZ）。這是操作八位寄存器的常用習慣語句，它的好處就是，可以不影響其他的引腳而直接操作你想操作的位，以后我們會經常用到。

PD_ODR |=0x10; 此句相當于直接把已設置成輸出的 PD4 口直接拉成高電平。

while(1);是個死循環，讓程序停在此處，防止程序跑飛。至此，我們按照上一章的講解，新建一個工程，把上面的代碼編輯好，編譯

一下，下載到板子上，注意跳帽的連接，至少連接四個哦，就可以看到中間的 led

燈亮了。

2.1.4學習拓展：閃爍 led燈

想讓 led 燈閃爍，其實就是讓燈亮一會，再滅一會，也就是 ODR 這個寄存器置高再清零的過程，但是單片機若只操作 ODR 寄存器，人的肉眼是看不到 led 燈變化的，所以中間可加一個延時函數。

#include<iostm8s103k3.h>

#define u8 unsigned char //為了方便編程，以下的程序中的

#define u16 unsigned int //unsigned char 都可以用 u8 表示。

#define u32 unsigned long void Clk_Config(void)

{

CLK_CKDIVR= 0x00; //系統時鐘 1 分頻

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 準備好

}

void Io_Config(void)

{

PD_DDR |= 0x10; //PD4 設置為輸出 PD_CR1 |= 0x10; //推挽輸出 PD_CR2 &= ~0x10; //輸出高電平

}

void delay(u16 n)

{

u16 i,j;

while(n --)

{

for(i = 0;i < 32;i ++)

for(j = 0;j < 10;j ++);

}

int main( void )

{

// Clk_Config(); Io_Config(); while(1)

{

PD_ODR |=0x10; delay(500); PD_ODR &=~0x10; delay(500);

}

這里出現了幾個新的函數。

Io_Config()；這里把 IO 口的配置寫成了一個子函數，這樣使整個程序思路更清晰。

delay()；延時函數，在默認時鐘為 2MHZ 時大約為 1ms，delay（500）就是延時 500ms。

Clk_Config()；主要是為了配置時鐘，單片機默認是 2MHZ 的時鐘，只要改變 CLK_CKDIVR 寄存器的值就可以改變系統的時鐘，設成 0x00 則是將系統時鐘提高到 16MHZ，所以如果在主函數里加上這個配置函數的話，程序就會變快。有興趣的童鞋可以把這一句加上（去掉主函數里這個子函數前面的//就好啦），看一下燈閃的是不是快了。

2.2GPIO應用之蜂鳴器

蜂鳴器是現在單片機應用系統中很常見的，常用于實現報警功能。蜂鳴器一般分為有源和無源兩種，有源的蜂鳴器只要給它兩端加電，就可以響。而無源蜂鳴器則需要給加一個有頻率的方波，才可以響。為了更好地學習和了解蜂鳴器的原理，我們這套板子配的是無源的蜂鳴器。

2.2.1STM8的蜂鳴器原理簡介

其實，由上一節的介紹可知，驅動蜂鳴器和驅動 led 燈的 IO 口是同一個，即

PD4，所以，我們只要把 J7 的跳帽往左一換，如圖 2.2- 1 所示：

圖 2.2- 1 蜂鳴器硬件連接實物圖

蜂鳴器就會響了。但我們這款單片機 STM8 特別集成了蜂鳴器模塊，可直接產生 1K，2K 或 4KHZ 的方波，應用起來非常方便。所以，我們著重介紹內置蜂鳴器模塊的原理，同時也可以更進一步的了解直接操作寄存器的原理。

STM8 單片機一共有四個不同的時鐘源，它們是：

 1-24MHz 高速外部晶體振蕩器(HSE)

 最大 24MHz 高速外部時鐘信號(HSE user-ext)

 16MHz 高速內部 RC 振蕩器(HSI)

 128KHz 低速內部 RC(LSI)

在應用蜂鳴器模塊時，首先要使能片內的低速 RC 振蕩器（當然也能使用外部的高速時鐘），其頻率為 128KH，通過操作CLK_ICKR 的 LSIEN 位來實現。 CLK_ICKR 寄存器如圖 2.2- 2 所示。

圖 2.2- 2 CLK_ICKR 寄存器

注：對于該寄存器的更詳細的講解請參考STM8S微控制器手冊

其次就是要配置 BEEP_CSR 寄存器了。BEEP_CSR 寄存器如圖 2.2- 3 所示。

圖 2.2- 3 BEEP_CSR 寄存器

設置蜂鳴器控制寄存器 BEEP_CSR 中的 BEEPDIV[4:0]來分頻獲取 8KHZ 的時鐘，再通過 BEEPSEL 最終產生 1KHZ、2KHZ 或4KHZ 的蜂鳴信號，最后使能該寄存器中的 BEEPEN 位，產生蜂鳴器的輸出。蜂鳴器控制寄存器的設置：

首先設置蜂鳴器的預分頻器：BEEPDIV[4:0] = 0e 時，BEEPDIV=16；再設置 BEEPSEL[1:0]進行蜂鳴器頻率選擇：

BEEPSEL[1:0] 蜂鳴器頻率

00: 輸出 fls/(8*BEEPDIV)kHz (輸出 1kHz)

01: 輸出 fls/(4*BEEPDIV)kHz (輸出 2kHz)

1x: 輸出 fls/(2*BEEPDIV)kHz (輸出 4kHz)

最后將 BEEPEN 位置 1,使能蜂鳴器功能；

2.2.2硬件連接原理

本節的硬件連接在上一節已經提過，這里不再重復。

2.2.3原工程詳解

以下是蜂鳴器產生 1kHz 信號程序：

#include<iostm8s103k3.h>

#define u8 unsigned char

#define u16 unsigned int

#define u32 unsigned long void Clk_Config(void)

{

CLK_ICKR=0x08; //選擇 LSI 低速時鐘 128KHz CLK_CKDIVR &= 0xf8; //實現系統時鐘 1 分頻； while(!(CLK_ICKR & 0x10)); //等待 LSI 準備好

}

int main( void )

{

Clk_Config(); //時鐘初始化

BEEP_CSR= 0X2e; //使能蜂鳴器，設置蜂鳴器產生 1KHz

信號；

}

while(1) //無限循環

{

}

修改蜂鳴器控制寄存器 BEEP_CSR 的值，就可以輸出 1、2、4KHz 的蜂鳴信號。BEEP_CSR=0x2e==>1kHz;BEEP_CSR=0x6e==>2kHz;

BEEP_CSR=0xee 或 0xae==>4kHz;

2.3定時器應用之 8位定時器點亮 LED（帶中斷）

STM8S 提供三種類型的 TIM 定時器：高級控制型 (TIM1) 、通用型 (TIM2/TIM3/TIM5)和基本型定時器(TIM4/TIM6)。它們雖有不同功能但都基于共同的架構。此共同的架構使得采用各個定時器來設計應用變得非常容易與方便 (相同的寄存器映射，相同的基本功能)。

這里，我們配合 led 燈，以 TIM4 為例，介紹一下基本定時器的用法。

2.3.1STM8的基本定時器原理簡介

定時器 TIM4 的功能包括：

8 位向上計數的自動重裝載計數器，即計數器從 0 開始計數，計到自動重裝載計數器 ARR 里的值時，再重新重 0 開始計數。

 3 位可編程的預分頻器（可在運行中修改），提供 1,2,4,8,16,32,64 和 128 這 8

中分頻比例。

 在計數器更新時：即計數器溢出，可產生更新中斷。基本定時器較其他定時器相比相對簡單，下面我們介紹一下與我們這節的實

驗密切相關的幾個通用定時器的寄存器。

圖 2.3- 1 TIMx_CRI 寄存器

這個定時器的主要作用是第 0 位 CEN 和第 7 位 APPRE，用來使能計數器和預裝載。TIMx_CRI 寄存器如圖 2.3- 1 所示。

圖 2.3- 2 TIMx_IER 寄存器

如果需要開啟計數器中斷的話，就把 TIM4_IER 寄存器的第 0 位 UIE 置 1，

TIM4 只有一個溢出中斷，即當計數器計滿時所產生的中斷。IER 寄存器如所圖

2.3- 2 示。

圖 2.3- 3 SR 寄存器

狀態計數器 TIM4_SR 通常都是由硬件自動置位，STM8 也是通過 UIF 位來判斷是否進入中斷的，所以在中斷函數里，我們往往要手動的清除 UIF 位，以免發生重復進入中斷的錯誤。SR 寄存器如圖 2.3- 3 所示。

注：由于我們參考的是整個STM8S家族的微控制器手冊，對于不同型號的 MCU難免有微小的差別，這里，在程序里TIM4的狀態寄存器為TIM4_SR,而并不是TIM4_SR1，對于這些微小的差別，可查詢iostm8s103k3.h的頭文件。

圖 2.3- 4 CNTR 寄存器

記錄計數器的當前值，可不需要配置，在編輯程序的過程中，可通過此計數器里的值，判斷已計了多少時間。CNTR 寄存器如圖2.3- 4 所示。

圖 2.3- 5 PSCR 寄存器

舉個例子，比如單片機的系統時鐘為 2MHZ，而 TIM4_PSCR 計數器為 0x02，那么，定時器 TIM4 的工作頻率就是2M/2^2=0.5MHZ，換句話說就是計數器 CNTR 每增加 1，計數器就計 2us。PSCR 寄存器如圖 2.3- 5 所示。

圖 2.3- 6 ARR 寄存器

當計數器計到該寄存器里的值時，又重新返回 0，重新計數。如果開啟中斷的話，將產生更新中斷。ARR 寄存器如圖 2.3- 6 所示。

只要對以上幾個寄存器進行簡單的設置，我們就可以使用定時器了，并且可以產生中斷。

這一節，我們將使用定時器產生中斷，然后在中斷服務函數里面翻轉 led 上的電平，來指示定時器中斷的產生。接下來我們來說明要經過哪些步驟，才能達到這個要求，并產生中斷。

1）設置 TIM4_ARR 和 TIM4_PSCR 的值。通過這兩個寄存器，我們來設置自動重裝的值，以及分頻系數。這兩個參數

加上時鐘頻率就決定了定時器的溢出時間。

2）設置 TIM4_IER 允許更新中斷。

因為我們要使用 TIM4 的更新中斷，所以設置 IER 的 UIE 位，并使能觸發中斷。

3）允許 TIM4 工作。光配置好定時器還不行，沒有開啟定時器，照樣不能用。我們在配置完后要

開啟定時器，通過 TIM4_CR1 的 CEN 位來設置。

6）編寫中斷服務函數。在最后，還是要編寫定時器中斷服務函數，通過該函數來處理定時器產生的

相關中斷。在中斷產生后，通過狀態寄存器的值來判斷此次產生的中斷屬于什么類型。然后執行相關的操作，我們這里使用的是更新（溢出）中斷，所以在狀態寄存器 SR 的最低位。在處理完中斷之后應該向 TIM4_SR 的最低位寫 0，來清除該中斷標志。

通過以上幾個步驟，我們就可以達到我們的目的了，使用基本 8 位定時器的的更新中斷，來控制外部 led 的翻轉。

2.3.2硬件連接原理

同樣是點亮 led 燈的電路原理。

2.3.3原工程詳解

打開基礎篇的程序，找到 8 位定時器控制 led 燈的例程，首先還是包括頭文件，幾個宏定義以及延時函數：

#include<iostm8s103k3.h>

#include <intrinsics.h>

#define u8 unsigned char

#define u16 unsigned int

#define u32 unsigned long void delay(u16 n)

{

u16 i,j;

while(n --)

{

for(i = 0;i < 32;i ++)

for(j = 0;j < 10;j ++);

}

然后是系統的時鐘配置和 led 燈所占的 IO 口配置

void Clk_Config(void)

{

CLK_CKDIVR= 0x00; //系統時鐘 1 分頻

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 準備好

}

void Io_Config(void)

{

PD_DDR |= 0x10; //PD4 設置為輸出 PD_CR1 |= 0x10; //推挽輸出 PD_CR2 &= ~0x10; //輸出高電平

}

然后就是定時器的配置了。

void Tim4_Init(void)

{

TIM4_PSCR = 6; //64 分頻得到 250KHZ 的定時器時鐘,

定時器加 1 就是 4us

TIM4_ARR = 0xfa; //1ms 中斷一次 TIM4_IER_UIE = 1; //更新中斷使能 TIM4_CR1_ARPE =1; //預裝載使能 TIM4_CR1_CEN = 1; //啟動計數器

}

由上面可以看出，定時器定時一周為 1ms。在這里，我們可以看到第 3,4,5 句和我們之前配置寄存器的方式不太一樣，其實 STM8單片機是可以按位尋址的，這些位的定義在頭文件 iostm8s103k.h 可以查看到，如圖 2.3- 7 所示：

圖 2.3- 7 iostm8s103k 頭文件

紅框內我們可以看到，我們可以直接對 CR1 寄存器的 CEN 位操作。

int main( void )

{

Clk_Config(); Io_Config(); Tim4_Init();

enable_interrupt();

while(1){}

}

在主函數里除了對系統時鐘，IO 口，定時器的配置之外，還要開啟全局中斷，單片機有很多中斷，每個中斷都有自己相應的寄存器來開啟中斷，但 STM8 和

51 一樣，必須開啟一個總中斷。在 STM8 的參考手冊里對開總中斷的指令可如圖 2.3- 8 所示：

圖 2.3- 8 中斷指令

在 IAR 中可以用 asm（）函數來調用匯編指令，所以這里可以寫 asm（“rim”）; 來開啟總中斷。但還有另外一種方式，就是調用enable_interrupt();此函數包含在頭文件 intrinsics.h 里，具體的內容，可以參考 IAR 的 help 相關文檔，這里就不多介紹了。

最后是中斷子函數，也是最重要的地方。

#pragma vector = TIM4_OVR_UIF_vector

interrupt root void TIM4_UIF_HANDLER(void)

{

static u16 i;

i++;

if(i == 1000)

{

i = 0; PD_ODR_ODR4=~PD_ODR_ODR4;

}

TIM4_SR_UIF = 0;

}

#pragma vector 是 IAR 中斷向量指令，是固定的，iostm8s103k3.h 文件中如所圖 2.3- 9 所示。

圖 2.3- 9 iostm8s103k3 中的中斷向量指令

TIM4_OVR_UIF_vector 實際上就是 0x19，是中斷向量的編號，一旦有中斷產生時，CPU 憑借中斷向量編號進入中斷子函數。那么中斷向量編號是如何確定的呢？

STM8 的 FLASH 地址是從 0x00800 開始，IAR 的中斷編號從 0 開始。中斷向量號依次按照中斷地址遞增。如：復位向量是0x008000，中斷向量號是

0x00； TRAP 的中斷地址是 0x008004，中斷向量號是 0x01；SPI 中斷向量號是 0x0C；中斷向量如圖 2.3- 10 所示。

圖 2.3- 10 中斷向量

圖中，我們可以看出，TIM4 的更新（溢出）中斷所對應的中斷地址是

0x008068，中斷向量號是 0x19；當然，我們也可以不需要這么麻煩的去計算向量編號，我們可以在建好的工程左邊，雙擊iostm8s103k3.h 頭文件，就可以直接用它的宏定義就可以了，就像上面用到的一樣，操作如圖 2.3- 11 所示。

圖 2.3- 11 工程中的頭文件

interrupt void interrupt_handler(void): 是聲明一個中斷函數，注意

interrupt 是兩個下劃線，interrupt_handler 是中斷函數名字，可自己定義。

static u16 i;

這是定義了一個靜態變量 i，定時器每隔 1ms 中斷一次，每中斷一次，i 就自加一次，當加到 1000 時，正好是 1s ，這時， i清零，重新計數， PD_ODR_ODR4=~PD_ODR_ODR4;表示 led 燈翻轉，所以整個程序就實現了定時器定時 1s 閃爍 led 燈的功能了。

TIM4_SR_UIF = 0; 前面已經提到，此位必須每次清零，否則會導致重復中斷。至此，我們已經把所有的代碼都詳細講解過了，按照之前的講解，編譯一下

工程，連接好板子，下載程序之后就可以看到 led 燈按照 1s 的速度閃爍了。

2.3.4學習拓展：16位定時器控制 led燈

8 位定時器計數最大值也就是 255，所以想定時時間大一點，就不得不用變量 i 來計數了，若是十六位計數器的話，就不一樣了，16位通用計數器最大可以計數到 65535，所以計數的尺度很大，以定時器 TIM2 為例，我們看一下 16 位定時器如何控制 led 燈，我們只列出與 TIM4 不一樣的地方。

void Tim2_Init(void)

{

TIM2_PSCR = 6; //64 分頻得到 1/32MHZ 的定時器時鐘,

//定時器加 1 就是 32us

TIM2_ARRH = 0x7a; //1s 中斷一次

TIM2_ARRL = 0x12;

TIM2_IER_UIE = 1; //更新中斷使能 TIM2_CR1_ARPE = 1; //預裝載使能TIM2_CR1_CEN = 1; //啟動計數器

}

#pragma vector = TIM2_OVR_UIF_vector

interrupt root void TIM4_UIF_HANDLER(void)

{

PD_ODR_ODR4=~PD_ODR_ODR4; TIM2_SR1_UIF = 0;

}

計數器加 1 為 32us，ARR 寄存器的值為 0x7a12，即 31250，所以計數一周正好是 1s，所以在中斷函數里我們只要翻轉 PD4 口就可以了。

2.4UART通用異步收發器

2.4.1STM8串口簡介

作為軟件開發重要的調試手段，串口的作用是很大的。在調試的時候可以用來查看和輸入相關的信息。在使用的時候，串口也是一個和外設(比如 GPS，GPRS 模塊等)通信的重要渠道。

STM8S 家族共有 UART1,UART2,UART3，三組串口，不同型號的單片機內置不同的串口，有的 STM8 內置有兩個串口，這里我們這款單片機內置的是 UART1。接下來我們將從寄存器層面，告訴您如何設置串口，以達到我們最基本的通信功能。本實例中，我們將實現利用串口 1 接收從串口發過來的數據，把發送過來的數據直接送回給電腦。

串口最基本的設置，就是波特率的設置。STM8 的串口使用起來還是蠻簡單的，只要您開啟了串口時鐘，然后配置一下波特率，數據位長度，奇偶校驗位等信息，就可以使用了。下面，我們就簡單介紹下這幾個與串口基本配置直接相關的寄存器。關于串口更詳細高級的功能請參考《STM8S 微控制器參考手冊》。

圖 2.4- 1 UART_SR 寄存器

在這里，我們僅用到了狀態寄存器第 7 位，由于單片機是 8 位的單片機，所以每次發送都是以字節為單位向外發送的，為了保證在下一次發數之前的數據已經發送完畢，必須保證發送數據寄存器為空，即狀態寄存器第 7 位置 1。UART_SR 寄存器如圖 2.4- 1 所示。

圖 2.4- 2 UART_DR 寄存器

當我們把和串口有關的所有寄存器配置好之后，我們只需要將所要發送的數

據寫到此寄存器里，比如發送字符 a，就寫 UART1_DR=‘a’；就可以了。同樣，當接收到一個字符時，我們也可以從此寄存器里讀出一個字符，把它賦值給其他變量，如 ch=UART1_DR；如何判斷是否接收到字符呢？一個方法是產生接收中斷，另一個是使用查詢的方法，不斷查詢 SR 寄存器的 RXNE 位。由于查詢方法很是消耗 CPU，效率不高，所以我們通常用中斷的方法。UART_SR 寄存器如圖

2.4- 2 所示。

圖 2.4- 3 UART_BRR1 寄存器

圖 2.4- 4 UART_BBR2 寄存器

對于串口來說配置波特率可能是最重要的步驟了，STM8 單片機就是通過 BRR1 和 BRR2 這兩個寄存器（BRR1 寄存器如圖 2.4- 3所示，BBR2 寄存器如圖 2.4- 4 所示）來配置波特率的，對于如何配置這兩個寄存器，在參考手冊里寫的很好，如圖 2.4- 5 所示：

圖 2.4- 5 配置波特率的操作

fMASTER 指的是系統時鐘，默認為 2M，系統時鐘可通過 CLK_CKDIVR 寄存器控制，前面已經提過。在此處，一定要先寫 BRR2寄存器，在寫 BRR1 寄存器。圖 2.4- 6 是一些常用的波特率配置：

圖 2.4- 6 常用波特率配置

圖 2.4- 7 UART_CR1 寄存器

通過位 4：M 來控制字長，當需要奇偶校驗位或者是有 9 個數據位時要配置此位，此實驗不需要配置。PS 位：用來配置奇校驗或偶校驗的。這里同樣不需要配置。UART_CR1 寄存器如圖 2.4- 7 所示。

圖 2.4- 8 UART_CR2 寄存器

這個是一個比較重要的寄存器，當串口全配置好之后，我們通過此寄存器打開發送或接收的功能，這里，我們常用的有：RIEN 接收中斷使能，TEN 發送使能，REN 接收使能等幾個功能。UART_CR2 寄存器如圖 2.4- 8 所示。

當然，關于串口的寄存器還有很多，這里我們就不一一介紹了，對串口的基本操作，有以上這些寄存器就夠了，在看一下配置串口的步驟。

圖 2.4- 9 字節發送的配置步驟

圖 2.4- 10 字節接收的配置步驟

上面第一個圖是字符發送的配置步驟（如圖 2.4- 9 所示），第二個是字符接收的配置步驟（如圖 2.4- 10 所示）。因為我們不需要配置奇偶校驗和停止位等信息（全部默認），所以我們不需要步驟 1,2，由此我們就大大簡化了程序的配置，只需要配置 BRR 和 CR2 兩個寄存器就好。

2.4.2硬件連接原理

該實驗的硬件配置不同于前幾個實驗：

圖 2.4- 11 串口的電路原理圖

原理圖如圖 2.4- 11 所示，電腦 USB 連接著 CH340 芯片，CH340 芯片的 TXD， RXD 與 STM8S 單片機之間隔著兩個跳帽，也就是說串口 1 與 USB 串口默認是分開的，并沒有在 PCB 上連接在一起，需要通過跳線帽來連接一下。如圖 2.4- 12 所示：

圖 2.4- 12 串口的硬件連接實物圖

連接上這里之后，我們在硬件上就設置完成了，可以開始軟件設計了。

2.4.3原工程詳解

打開基礎篇程序，串口發數的程序，讓我們一起分析一下代碼：當然開始還是固定的頭文件，宏定義，延時函數和系統時鐘配置：

#include <iostm8s103k3.h>

#include<string.h>

#include <intrinsics.h>

#define u8 unsigned char

#define u16 unsigned int

#define u32 unsigned long

const char table[]={"Wish you study SCM happy!\n"};

void delay(u16 n)

{

u16 i,j;

while(n --)

{

for(i = 0;i < 32;i ++)

for(j = 0;j < 10;j ++);

}

void Clk_Config(void)

{

CLK_CKDIVR= 0x00; //系統時鐘 1 分頻

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 準備好

}

這里新定義了一個數組 table，我們的目的就是用串口把這個數組里的信息發到上位機上去。然后是串口的初始化配置：

void Uart_Init(void)

{

UART1_BRR2 = 0x00;

UART1_BRR1 = 0x0d; //2MHZ 時波特率 9600 對應數值

UART1_CR2 = 0x08; //開啟發送

}

這里只配置了波特率和開啟發送功能，其他寄存器全部選擇默認。一般情況下，都是一個停止位，沒有校驗，8 個數據位，這些在很多的上位機軟件里也是默認的，所以這里都沒有改動。

為了調用方便，我們把發送字節寫成了一個簡單的子函數，如下：

void UART1_Sendint(unsigned int ch)

{

while((USART1_SR & 0x80) == 0x00); // 等待數據的傳送

UART1_DR = ch;

}

然后是主函數了：

int main( void )

{

u8 i;

//Clk_Config(); Uart_Init();

while(1)

{

for(i=0;i<=strlen(table);i++)

{

UART1_Sendint(table[ i]);

[ i]

}

delay(500);

}

主函數里配置完串口后，在 while（1）的循環里，設了一個 for 循環，把數組 table 里的每個元素按順序發送出去，為了區別每次之間的發送，特設了 500ms 的延時。strlen()函數是獲取字符串數組的長度，在 C 語言里經常用到，包含在頭文件 string.h 里。

接下來我們就用串口調試助手來看一看程序的效果吧。先按照之前的方法將程序下載到板子上，然后別的可以不用動，在電腦上直

接打開微云電子資料內容里的 “ 相關安裝軟件及工具 ” 文件夾里的

串口調試助手，注意這時為了避免電腦串口的重復占用，一定要把下載器完全關掉，必要的時候可重新拔插一下 USB 數據線。打開的串口調試助手如圖 2.4- 13 所示：

圖 2.4- 13 串口調試助手

選擇好 COM 口和波特率，并打開串口，因為我們發送的是字符，所以不要十六進制顯示，把 Receive As HEX 之前的勾取消，這時，我們就看到接收區出現我們想看到的字符了，顯示界面如圖 2.4- 14 所示。

圖 2.4- 14 接收串口顯示

2.4.4學習拓展：UART之串口收發數

上面的軟件設計僅僅介紹了串口的發數功能，在這一小節，我們詳細的介紹一下如何利用接收中斷，來接收字符，并把它發送出去。首先還是頭文件，宏定義和系統配置：

#include <iostm8s103k3.h>

#include <intrinsics.h>

#define u8 unsigned char

#define u16 unsigned int

#define u32 unsigned long void delay(u16 n)

{

u16 i,j;

while(n --)

{

for(i = 0;i < 32;i ++)

for(j = 0;j < 10;j ++);

}

void Clk_Config(void)

{

CLK_CKDIVR= 0x00; //系統時鐘 1 分頻

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 準備好

}

然后是串口的初始化：

void Uart_Init(void)

{

UART1_BRR2 = 0x00;

UART1_BRR1 = 0x0d; //2MHZ 時波特率 9600 對應數值

UART1_CR2 = 0x2c; //開啟發送接收及接收中斷

}

這里 CR2 寄存器里我們使能了發送，接收和接收中斷功能。詳情見圖。。然后是發送函數，和主函數，注意主函數容易忘記開總中斷。

void UART1_Sendint(unsigned int ch)

{

while((USART1_SR & 0x80) == 0x00); // 等待數據的傳送

UART1_DR = ch;

}

int main( void )

{

//Clk_Config(); Uart_Init();

enable_interrupt();

while(1)

{

}

#pragma vector=UART1_R_RXNE_vector

interrupt root void UART1_Recv_IRQHandler (void)

{

unsigned int ch;

ch = UART1_DR; UART1_Sendint(ch);

}

這個是接收中斷函數，其中中斷向量編號 UART1_R_RXNE_vector 是查看頭文件 iostm8s103k3.h 看到了，之前也有提到。每當上位機發送一個字符時就會引起中斷，在接收中斷里我們把接收到的字符，即 DR 寄存器里的數讀出來，賦給 ch 變量，然后再用UART1_Sendint();函數原封不動的發送出去，這樣我們再上位機上就可以看到你發送什么，接收區就顯示什么了。串口顯示如圖 2.4- 15所示。

圖 2.4- 15 發送接收串口顯示

當然，感興趣的童鞋也可以變個花樣，比如發送“1”，返回“2”，發送“a”，返回“b”什么的。本串口軟件還支持發送漢字，感興趣的童鞋可以自己上網查一查如何編輯漢字，這里我們就不再介紹了。

2.5ADC模擬/數字轉換

這一節我們將向大家介紹 STM8 的 ADC。本節將利用 STM8 的 ADC 通道 3

來采樣外部溫度或光強值。

2.5.1STM8ADC簡介

在許多的單片機應用系統中，都需要 A/D 轉換器，將模擬量轉換成數字量。在 STM8 單片機中，提供的是 10 位的 A/D，通道數隨芯片不同而不同，少的有

4 個通道，多的則有 16 個通道(實際準確的通道數量由數據手冊的引腳描述說明）。下面的實驗程序首先利用定時器定時對 A/D 輸入進行采樣，然后分別將采樣結果的高 8 位和低 8 位依次用串口發送出去。這樣可以控制采樣的時間，以免單片機采樣過快，產生溢出錯誤。

同樣，我們結合著寄存器，了解一下 ADC 的功能。

圖 2.5- 1 ADC_CR1 寄存器

ADC 支持 5 種轉換模式：單次模式、連續模式、帶緩存的連續模式、單次掃描模式、連續掃描模式。

 單次模式：ADC 僅在唯一的通道（由 ADC_CSR 寄存器的 CH[3:0]選定）上完成一次轉換，一旦轉換完成，轉換后的數據存儲在 ADC_DR 寄存器中，EOC

（轉換結束）標志被置位。

 連續和帶緩存的連續模式：在連續轉換模式中，ADC 在唯一選定的通道上完成一次轉換后立即開始下一次在同樣通道上的轉換。通過將 CONT 位置位將 ADC 設為連續模式。不帶緩沖功能的連續模式中，轉換結果數據保存在 ADC_DR 寄存器中，同時EOC 標志置位。若緩存功能被使能，那么將轉換結果會填滿數據緩存，此時，EOC 置位。

 單次掃描模式：與非掃描模式相比，此模式是用來轉換從 AIN0 到 AINn

（n 為通道編號）之間的一連串模擬通道，也是只完成一次轉換。此模式中，轉換從 AIN0 通道開始，數據結果被保存在數據緩沖寄存器 ADC_DBxR 中，當最后一個通道（通道 n）被轉換完后，EOC 被置位。

 連續掃描模式：該模式和單次掃描模式相近，知識每一次在最后通道轉換完成時，一次新的從通道 0 到通道 n 掃描轉換會自動開始。

在本實驗中我們只用到了最簡單的單次模式，由定時器控制每次轉換的開啟，注意 ADON 位的兩次開啟，第一次只是把 ADC 從低功耗模式喚醒，之后每次要開啟轉換時都要將 ADON 位置位才可以。ADC_CR1 寄存器如圖 2.5- 1 所示。

圖 2.5- 2 ADC_CR2 寄存器

此寄存器我們主要了解它的第 1 位和第 3 位，上面已經介紹過是什么是掃描模式和單通道模式了，即掃描模式是開啟很多個通道，這里，我們只開了一個通道，所以在配置此寄存器時位 1 要保持為 0。ADC_CR2 寄存器如圖 2.5- 2 所示。

由于單片機為 8 位單片機，而 ADC 采樣為 10 位，所以涉及一個在數據如何存儲的問題。數據左對齊和右對齊的區別如圖 2.5- 3所示：

圖 2.5- 3 數據左對齊右對齊區別

然后是狀態寄存器，重點是位 7，位 5 和位[3:0]，ADC_CSR 寄存器如圖 2.5- 4

所示：

圖 2.5- 4 ADC_CSR 寄存器

把位 5 置 1 后，每次轉換結束后都會產生轉換結束中斷，在中斷里要清除 EOC 標志，位[3:0]是選擇要轉換的通道 AINx，如果是單次模式，則轉換的就是 AINx 通道，如果是掃描模式，則轉換的是從 AIN0 到 AINx 通道。

圖 2.5- 5 ADC 數據高位寄存器

圖 2.5- 6 ADC 數據低位寄存器

當轉換結束后，采樣結果從這兩個寄存器里讀出，如果是多通道掃描模式，數據則儲存在 ADC_DBxRH 和 ADC_DBxRL 寄存器里。ADC 數據高位寄存器如圖 2.5- 5 所示，ADC 數據低位寄存器如圖 2.5- 6 所示。

關于更多的 ADC 的詳細功能，請參考 STM8S 微控制器參考手冊。

2.5.2硬件連接原理

原理圖如圖 2.5- 7 所示：

圖 2.5- 7 ADC 電路原理圖

如上圖中紅框的兩個跳帽，將 J2 和 J3 的 2,3 腳連接起來，可采集光強數據，切換 J2 為 1,2 腳，可采集溫度數據。硬件連接如圖2.5- 8 所示：

圖 2.5- 8 ADC 硬件連接實物圖

2.5.3軟件設計

打開基礎篇的最后一個程序，同樣開始是頭文件，宏定義，延時函數和系統時鐘配置：

#include <iostm8s103k3.h>

#include <intrinsics.h>

#define u8 unsigned char

#define u16 unsigned int

#define u32 unsigned long u16 Adc_Data;

void delay(u16 n)

{

u16 i,j;

while(n --)

{

for(i = 0;i < 32;i ++)

for(j = 0;j < 10;j ++);

}

void Clk_Config(void)

{

CLK_CKDIVR= 0x00; //系統時鐘 1 分頻

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 準備好

}

然后是 ADC 配置：

void Adc_Config(void)

{

ADC_CR2 = 0x00; // 禁止掃描，數據左對齊

ADC_CSR = 0x23; // 選擇轉換通道為模擬通道 3 開啟中斷

ADC_CR1 |= 0x01; // 從低耗喚醒轉換

delay(1); // 等待 ADC 模塊的上電完成

}

這里我們用的是單次轉換模式，開啟的是模擬通道 3，在原理圖上連線寫的

是

，只是一個名稱，不要和通道 3 混淆。

void Tim4_Config(void)

{

TIM4_PSCR = 2; //4 分頻得到 250KHZ 的定時器時鐘,定時器加 1 就是 4us

TIM4_ARR = 0xfa; //1ms 中斷一次 TIM4_IER_UIE = 1; //更新中斷使能 TIM4_CR1_ARPE= 1; //預裝載使能 TIM4_CR1_CEN = 1; //啟動計數器

}

用定時器比較容易控制 ADC 的轉換頻率，這里 TIM4 定時器 1ms 中斷一次，因此在定時器中斷函數里：

#pragma vector = TIM4_OVR_UIF_vector

interrupt root void TIM4_UIF_HANDLER(void)

{

static u16 i;

i++;

if(i == 10)

{

i = 0;

ADC_CR1 |= 0x01;

}

TIM4_SR_UIF = 0;

}

同樣設置了一個計數變量 i，每次 i 計 10 時（即每隔 10ms），開啟一次轉換，當轉換完畢時，ADON 位自動清零。

以下是串口的初始化和發送函數，不再詳述。

void Uart_Init(void)

{

UART1_BRR2 = 0x00;

UART1_BRR1 = 0x0d; //2MHZ 時波特率 9600 對應數值

UART1_CR2 = 0x08; //開啟發送

}

void UART1_Sendint(unsigned int ch)

{

while((UART1_SR & 0x80) == 0x00); // 等待數據的傳送

UART1_DR = ch;

}

主函數，注意要使能全局中斷。

int main( void )

{

// Clk_Config(); Tim4_Config(); Adc_Config(); Uart_Init();

enable_interrupt();

while(1)

{

}

最后是 ADC 轉換結束中斷，在每隔 10ms 開啟一次中斷后，ADC 開始轉換，轉換結束后產生如下中斷：

#pragma vector = ADC1_EOC_vector

interrupt root void ADC1_EOF_HANDLER(void)

{

u8 temp;

if(ADC_CSR_EOC != 0)

{

ADC_CSR_EOC = 0; temp = ADC_DRH; UART1_Sendint(temp);

temp= ADC_DRL; UART1_Sendint(temp);

}

此時狀態寄存器的 EOC 位一定會被硬件置 1，所以要清零，然后將 ADC_DRH

和 ADC_DRL 里的數讀出來，由串口發送到上位機顯示。最后，編譯一下程序，下載到板子上，打開串口調試助手，可看到串口發送

的數據，如圖 2.5- 9 所示：

圖 2.5- 9 串口發送數據

用手遮擋住光敏電阻，或者是捂住熱敏電阻，應該可以看到串口調試助手中數值的變化。

在本章，我們主要是為了講解單片機的 ADC 采樣功能才使用了熱敏電阻和光敏電阻的的模擬電路，對于熱敏電阻與光敏電阻當然有更多的功能啦，下一章我們將會配合著數碼管介紹熱敏電阻。

2.5.4學習拓展：趣味心電監測儀

了解了 ADC 的工作原理后，我們依據此原理在上位機上制作了一個有趣的心電監測儀。心臟檢測儀工作的硬件原理圖如圖 2.5- 10所示：

圖 2.5- 10 心臟檢測儀原理圖

其硬件跳帽如圖 2.5- 11 所示，黃色框內即為紅外對管：

圖 2.5- 11 趣味心臟檢測儀的硬件連接

要想要紅外對管正常工作，必須使圖中紅框內的 DRIVER 拉低，DRIVER 信號是由 IrAD-driver 經過一個反相器得到的，因此只需將IrAD-driver 拉高即可。從原理圖中可以看到，IrAD-driver 由單片機的 PA1 產生，因此在寫程序的時候要將 PA1 口初始化為輸出，且給其高電平。此外，還需要把上面 ADC 采集程序中的轉換通道改成模擬通道 2.此時單片機采集到的才是 ADIN_2，即紅外對管電路產生的輸出電壓。注意：要把 J4 跳線帽的 1、2 腳相連。當心臟跳動時，產生的電壓會發生變化，我們將變化的電壓值采集進來進行處理，利用串口發送到上位機，就可以在上位機顯示心跳波形啦！由于程序與 ADC 采集的基本相同，這里只列出與之不同的地方！

下面一段程序是初始化 PA1 為輸出，且給其高電平，從而使紅外對管工作。

void GPIO_Config(void)

{

PA_DDR|=0x02; PA_CR1|=0x02; PA_CR2&=~0x02; PA_ODR|=0x02;

}

下面一段程序與前面基本相同，只是將 ADC 轉換通道由模擬通道 3(ADIN_1)

改成了模擬通道 2(ADIN_2). void Adc_Config(void)

{

ADC_CR2 = 0x00; // 禁止掃描，數據左對齊

ADC_CSR = 0x22; // 選擇轉換通道為模擬通道 2，開啟中斷

ADC_CR1 |= 0x01; // 從低耗喚醒轉換

delay(1); // 等待 ADC 模塊的上電完成

}

在這里我們只將采集到電壓的高八位發送至串口，用高八位值的變化來反映采集心臟電壓的變化趨勢！因此，下面的一小段中斷程序中只有發送高八位的語句！

#pragma vector = ADC1_EOC_vector

interrupt root void ADC1_EOF_HANDLER(void)

{

u8 temp;

if(ADC_CSR_EOC != 0)

{

ADC_CSR_EOC = 0; temp = ADC_DRH; UART1_Sendint(temp);

}

將程序下載到學習班中，結合心電監測儀觀察現象。心電監測儀的使用方法如下：打開心臟檢測儀軟件，打開方法為單擊電腦左

下角的開始菜單中的所有程序中的基礎型學習板實驗平臺，如圖 2.5- 12 所示。

圖 2.5- 12 心電監測儀打開方法

打開軟件后，先單擊左側的方框選擇 COM 口，然后單擊右上角的心形按鈕，如圖 2.5- 13 所示紅框內。

圖 2.5- 13 操作心臟檢測儀

讀者坐姿端正心情放松，用食指指肚兒輕輕放在紅外對管上，在軟件中就可以看到 AD 采集到的心臟電壓波形。通過此軟件就可以觀測到自己的心跳波形變化情況啦！是不是很有趣呢！如圖 2.5- 14 所示：

圖 2.5- 14 上位機軟件界面

2.6SPI串行外設接口

2.6.1SPI總線協議簡介

SPI 是英語 Serial Peripheral interface 的縮寫，顧名思義就是串行外圍設備接口。是 Motorola 首先在其 MC68HCXX 系列處理器上定義的。SPI 接口主要應用在 EEPROM，FLASH，實時時鐘，AD 轉換器，還有數字信號處理器和數字信號解碼器之間。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。

SPI 接口一般使用 4 條線：

MISO 主設備數據輸入，從設備數據輸出。 MOSI 主設備數據輸出，從設備數據輸入。 SCLK 時鐘信號，由主設備產生。

CS 從設備片選信號，由主設備控制。只有在片選選通時，才可以對從機進行讀或寫操作，一般情況下低電平有效。

一般情況下，SPI 也可以僅有 3 條線組成，即 SCK 時鐘線，SDA 數據線和

CS 片選，SDA 可配置為雙向數據傳輸。SPI 時序如圖 2.6- 1 所示：

圖 2.6- 1 SPI 時序

從機在時鐘線的上升沿或者下降沿鎖存數據。

SPI 主要特點有：可以同時發出和接收串行數據；可以當作主機或從機工作；提供頻率可編程時鐘；發送結束中斷標志；寫沖突保護；總線競爭保護等。出于這種簡單易用的特性，現在越來越多的芯片集成了這種通信協議，STM8 也有 SPI 接口。這里我們只對STM8S 的 SPI 接口做一個簡單的介紹，通過寄存器對 SPI 接口進行詳細了解一下。

關于 SPI 的配置很簡單，只需要配置 CR1 和 CR2 兩個寄存器就好。SPI_CR1

寄存器如圖 2.6- 2 所示，SPI_CR2 寄存器如圖 2.6- 4 所示。

圖 2.6- 2 SPI_CR1 寄存器

位 7 是用來配置 SPI 在傳輸數據時是高字節在前還是低字節在前。比如

DS1302 芯片就是低字節在前，而 TM1628 則是低字節在前。

位 6 是開啟 SPI，位 5:3 控制 SPI 的波特率，最高可達到 8M。

位 2 是將單片機配置為主設備還是從設備，一般情況下，我們都用單片機做主設備來驅動其他設備。

位 1 和位 0 的功能如圖 2.6- 3 所示：

圖 2.6- 3 SPI_CRI 位 1 位 0 功能

圖 2.6- 4 SPI_CR2 寄存器

對于單工通信，SPI 可以配置為兩種方式：

 1 條時鐘線和 1 條雙向數據線

 1 條時鐘線和 1 條數據線(雙工或接收方式）這兩種方式由 BDM 和 BODE 控制，

 1 條時鐘線和 1 條雙向數據線

置 SPI_CR2 寄存器中的 BDM 位啟用此模式。在這個模式中，SCK 用作時鐘，主模式中的 MOSI 或從模式中的 MISO 用作數據通信。傳輸的方向（輸入或輸出）由 SPI_CR2 寄存器里的 BODE 位控制，當這個位是 1 的時候，數據線是輸出，否則是輸入。

 1 條時鐘和 1 條數據線(雙工或只接收方式)

為了釋放一根 I/O 腳作為它用，可以通過設置 SPI_CR2 寄存器中的 RXONLY

位來禁止 SPI 輸出使能。這樣的話，SPI 將運行于只接收模式。當 RXONLY 位

置 0 時，SPI 又會恢復到全雙工模式。

位 1 使能從模式軟件管理，位 0 選擇主模式，這兩位在配置過程中都要置 1，詳細介紹請參考手冊。

還有，在 SPI 通信過程中，PE5 引腳，也就是 NSS 引腳，一般就配置為普通的 IO 口即可，手動的拉低或拉高來控制從機的片選。

圖 2.6- 5 SPI_SR 寄存器

這個寄存器，我們通常只是判斷位 7，即 SPI 是否空閑。SPI_SR 寄存器如圖

2.6- 5 所示。

圖 2.6- 6 SPI_DR 寄存器

當把 SPI 配置好之后，只需要向這個寄存器里寫數或者讀數。SPI_DR 寄存器如圖 2.6- 6 所示。

2.6.2硬件連接原理

由于本節只對 SPI 進行原理性介紹，具體應用請參考下一章內容。

2.6.3原工程詳解

打開基礎篇程序，找到 SPI 的工程，我們這里只分析一下 SPI 的配置。

void SPI_Init(void)

{

PB_DDR|=0x70; //PE5 輸出，其余保持原功能

PB_CR1|=0x70; //對應位設置為推挽輸出 /*mosi 引腳必須設置為推挽輸出，否則輸出為鋸齒波*/

PB_CR2&=~0x70; //輸出最大頻率為 2Mhz

SPI_CR2 = 0X03; //軟件管理使能開，主模式

SPI_CR1 = 0X04; //MSB 在前；使能開；1MHZ (HSE = 8MHZ);主模

式；

SPI_CR1_BR =0; SPI_CR1_SPE =1;

}

// 空閑狀態時 scl=0；采用從第一個時鐘邊沿開始

在配置 SPI 之前，要配置一下 SPI 相應的 IO 口，PE5 和 MOSI 引腳都要配置為輸出模式。SPI 配置步驟如圖 2.6- 7 所示。

圖 2.6- 7 SPI 配置步驟

然后我們再看一下怎么進行 SPI 通信。

main()

{

Clk_Config(); SPI_Init();

while(1)

{

PB_ODR_ODR4=0;

while(!SPI_SR_TXE);

// delay(1);

SPI_DR = 0x0A;

while(!SPI_SR_TXE);

// delay(1); PB_ODR_ODR4=1; delay(100);

}

看到主函數我們知道，等待 SPI 的 BUSY 位不忙得時候，往 SPI_DR 寄存器里寫數即可。

至此，SPI 的內容我們就介紹完了，具體應用請看下一章讀寫 SD 卡。

2.7本章小結

至此，關于 STM8 的最基礎的知識我們已經完全介紹完了，GPIO，通用定時器，串口，ADC 和 SPI。是不是掌握了呢，接下來，我們將進入稍稍難一點的中級篇，程序難度高一些，但也更加有趣，讓我們繼續加油吧！

高級應用篇，不知道大家是否需要，等待下載量情況，后續推出。

完整的pdf格式文檔51黑下載地址：
學習板stm8單片機篇零基礎學習開發基礎篇教程.pdf (6.81 MB, 下載次數: 196)

2018-3-16 17:29 上傳
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ID:126534 · 發表于 2019-1-26 14:06

正是需要的，樓主威武。請問樓主中、高級篇什么時候上傳。

ID:544220 · 發表于 2019-5-21 21:41

語句有些解釋得很到位，希望有更多的解釋出來，謝謝，

ID:33899 · 發表于 2019-7-24 11:08

很好的教程，感謝樓主

ID:509605 · 發表于 2019-11-12 13:54

很適合初學者的教程

ID:663680 · 發表于 2019-12-18 17:44

寫的很好，看了前面幾章感覺解釋的很清楚

ID:640709 · 發表于 2020-2-1 12:25

不錯不錯，好資料，收下了！

ID:388929 · 發表于 2020-2-12 10:18

很適合

ID:388929 · 發表于 2020-2-13 14:13

請教一下，我看到中斷那一部分，interrupt root void TIM4_UIF_HANDLER(void)，這句是不是少了點什么，我一直都編譯不成功

ID:669166 · 發表于 2020-3-22 13:36

不錯，下載學習了

ID:576801 · 發表于 2020-8-5 17:01

問題是實驗平臺哪里下載啊？

ID:688700 · 發表于 2020-8-13 11:55

有pwm輸出和pid的教程嗎

ID:850855 · 發表于 2020-11-28 21:27

請問第一步的基礎型學習板實驗平臺軟件在哪下載

ID:850855 · 發表于 2020-11-28 21:45

zm9989 發表于 2020-8-13 11:55
有pwm輸出和pid的教程嗎

請問一下那個實驗平臺軟件在哪里下載呢?

ID:81138 · 發表于 2021-1-27 09:25

那個實驗平臺軟件在哪里下載呢?

ID:62246 · 發表于 2021-10-3 17:07

非常感謝！現在正用到。

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STM8單片機零基礎學習開發基礎篇教程

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