STM8单片机零基础学习开发基础篇教程 -

标题: STM8单片机零基础学习开发基础篇教程 [打印本页]

作者: timelessxp 时间: 2018-3-16 13:13
标题: STM8单片机零基础学习开发基础篇教程
本文档是学习板stm8单片机篇零基础学习开发基础篇教程；希望给大家的学习中带来帮助；

stm8单片机篇

第 1章预备篇

1.1如何在 win7系统下安装基础型学习板实验平台软件

1、双击鼠标左键打开资料中的“基础型学习板实验平台”，“ 基础型学习板实验平台”如图 1.1- 1 所示。

图 1.1- 1 微云电子出品文件夹

2、打开“基础型学习板实验平台”后，出现一名为 Volume 的文件夹，界面如图 1.1- 2 所示。

图 1.1- 2 Volume 文件夹

3、双击鼠标左键打开“Volume 文件夹”，出现安装 setup 所在文件夹，如图

1.1- 3 所示。

图 1.1- 3 setup 所在界面

4、右键单击“setup.exe”，选择以管理员身份运行，如图 1.1- 4 所示。

图 1.1- 4 以管理员身份运行安装图标

5、安装程序初始化界面如图 1.1- 5 所示。

图 1.1- 5 安装程序初始化

6、选择目标目录界面，基础型学习板实验平台目录的默认目录是 C:\Program

Files\基础型学习板实验平台\，如图 1.1- 6 所示。

图 1.1- 6 选择目录界面

7、修改保存路径，单击浏览微云电子出品目录以及 National lnstuments 产品目录，在这里微云电子出品的目录我选用 D 盘名命为基础型学习板实验平台的文件夹中，单击下一步，如图 1.1- 7 所示。

图 1.1- 7 修改后的保存路径

注：读者可自行选择目录，也可不修改路径，选择默认路径，直接点击下一步，National lnstuments 产品目录的选择和下载器的目录选择完全一样，这这里不再重复介绍。

8、目录选择结束的开始安装界面如图 1.1- 8 所示，单击下一步。

图 1.1- 8 开始安装

9、安装进度如图 1.1- 9 所示。

图 1.1- 9 安装进度

8、单击完成，安装成功，安装成功界面如图 1.1- 10 所示。

图 1.1- 10 安装成功界面

1.2如何使用 Downloader

1、左键单击计算机左下方的“开始菜单”中“所有程序”中的“基础型学习板实验平台”，如图 1.2- 1 所示。

图 1.2- 1 打开 0724 电子出品

2、单击鼠标右键 Downloader，选择以管理员身份运行，这个是我们向 stm8

单片机里下载程序的软件，Downloader 打开界面如图 1.2- 2 所示。

图 1.2- 2 Downloader 界面

3、应用此软件之前需要软件注册，单击软件注册，如图 1.2- 3 所示。

图 1.2- 3 注册界面

4、单击 Port Name 中的下箭头，选择 COM 口，由前面“如何在 win7 系统

下查看 com 口”可知选择 COM3（读者是 COM 几，就选择 COM 几），如图 1.2- 4

所示。

图 1.2- 4 选择 com 口

5、单击注册窗口右侧的蓝色圆箭头，提示输入软件注册码，如图 1.2- 5 所示。

图 1.2- 5 软件注册界面

6、注意每个学习板的注册码不同，读者请参看学习板上的标签，上面就是学习板的注册码。在灰色框内输入注册HVGG_GQGG_JJJI_KNHM_JMJH_JKJG 如图 1.2- 6 所示，注意注册码要求英文半角大写。每四位为一组，读者以学习板标签为主，若输入的注册码不对会有错误提示窗口。输入结束后单击蓝色箭头，注册成功，如图 1.2- 7 所示。

图 1.2- 6 输入注册码注册

图 1.2- 7 注册成功

注册部分介绍结束，下载部分在下面下载程序部分介绍。

1.3IAR forstm8软件的安装

在这里我们以 win7 操作系统下为例介绍软件的安装过程。打开微云电子资料内容中的\相关软件及工具\IAR FOR STM8 v1.3 文件夹，

可看到如图 1.3- 1 所示：

图 1.3- 1 IAR FOR STM8 v1.3 文件夹内容

其中第一个是安装软件，第二个是注册机。右击安装软件，点击“以管理员身份运行”，操作界面如图 1.3- 2 所示（对于涉及权限的一律点“是”或者“允许”，以下不再赘述）。

图 1.3- 2 安装管理权限

打开安装软件后，界面如图 1.3- 3 所示：

图 1.3- 3 打开安装软件界面

点击“next”按钮，之后，选择同意协议，操作如图 1.3- 4 所示，再点击“next”：

图 1.3- 4 接受协议

然后界面如图 1.3- 5 所示：

图 1.3- 5 输入用户信息

其中 Name 和 Company 可以随便填，接下来就是注册和破解的过程了。在 IAR FOR STM8 v1.3 文件夹下找到注册机 key_iar_stm8，同样以管理员身份运行，注意，此处一定要以管理员的身份运行，否则获取的 ID 号将不准确，会影响以后软件的使用。操作如图 1.3- 6所示。

图 1.3- 6 注册管理权限

打开之后界面如图 1.3- 7 所示，在 Product 一栏选择 Embedded Workbench For

STM8 1.30，然后点击“Generate”，因为是随机产生的，可多点几次。

图 1.3- 7 注册机界面

把 License number 选定，复制到之前的 License#的条框里。然后点击“next”，操纵如图 1.3- 8 所示。

图 1.3- 8 输入 License 信息

然后把注册机的 License Key，复制到下图位置，点击“next”，操作如图 1.3- 9

所示。

图 1.3- 9 输入用户 License Key 信息

接下来是选择安装路径，因为软件不大，所以最好默认安装到 C 盘，如果一定要更改安装路径，可点击“Change”，操作如图 1.3-10 所示。

图 1.3- 10 修改安装路径

接下来就是选择安装类型（如图 1.3- 11 所示）和安装 ST-LINK 安装包（如图 1.3- 12 所示），全部选择默认，一路点击“next”就好。

图 1.3- 11 安装类型

图 1.3- 12 ST-LINK 安装

以下两个可以选项不勾选，点击“finish”，就完成了所有的安装。操作如图

1.3- 13 所示。

图 1.3- 13 安装完成

接下来这一步很重要，就是把微云电子资料内容中>安装软件及工具>IAR FOR STM8 v1.3 里的 config 文件夹替换掉C:\Program Files\IAR Systems\Embedded Workbench 6.0 Evaluation\stm8（注：个别将软件安装到别的路径下，请自行分析替换）路径下的config 文件夹。Config 文件夹如图 1.3- 14 所示。如果没有这一步的话，会影响以后程序的下载。如果在安装过程中忘了这一步，之后不用重新安装软件，直接加上这一步即可。

图 1.3- 14 config 文件夹

至此，IAR 软件就全部安装完毕了，你会在开始菜单->所有程序中看到一个 IAR 的相关文件夹。操作如图 1.3- 15 所示。

图 1.3- 15 开始菜单中的 IAR

1.4如何新建工程

1.4.1建立工程

首先，点击开始菜单，选择所有程序 ->IAR Systems->IAR Embedded

Workbench for STMicroelectronics STM8 1.30 Evaluation->IAR Embedded

Workbench，启动 IAR。操作如图 1.4- 1 所示。

图 1.4- 1 启动 IAR

启动之后如图 1.4- 2 所示：

图 1.4- 2 IAR 运行界面

选择 File>New>Workspace，新建一个 Workplace，用来放置当前要建立的工程，操作如图 1.4- 3 所示。

图 1.4- 3 建立 Workplace

再点击 Project>Create New Project，如图 1.4- 4 所示：

图 1.4- 4 建立工程

弹出对话框，如图 1.4- 5 所示：

图 1.4- 5 工程类型

Tool chain 默认是 STM8 Series。无需再选择。这里的工程可以建成四种，空工程，汇编 ASM，基于 C++或者是 C 语言的，我们这里选择的是 C，然后点击 OK，弹出保存工程的对话框，如图 1.4- 6 所示：

图 1.4- 6 保存工程对话框

通常，为了方便区分每个工程和便于日后的管理与调试，往往将每个工程用单独的文件夹来保存，所以，笔者建议在这个步骤多新建一个文件夹，用来保存新建的工程，点击新建文件夹，取名为“my_first_project”，操作如图 1.4- 7 所示。

图 1.4- 7 新建工程文件夹

双击打开此文件夹，然后在文件名一栏写入工程的名字 my_first_program，然后点击保存，操作如图 1.4- 8 所示。

图 1.4- 8 保存工程

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

图 1.4- 9 保存 Workplace

指定要保存的路径，并输入 workspace 的名字，我们这里取名为

my_first_workplace。

图 1.4- 10 Workplace 名称

一般情况下，project 和 Workplace 的名字最好保持一致，便于以后的管理，这里，笔者为了让你更好的区分 project 和 Workplace，所以取了不同的名字。至此，整个工程基本上就建好了，界面如图 1.4- 10 所示。工程建立完毕后的 IAR 界面如图 1.4- 11 所示。

图 1.4- 11 工程建立完毕后的 IAR 界面

1.4.2工程的选项配置

选择 Project>Options ，或者在 Workspace 窗口，选中 project 名字，右击选择选择 “Options…”。操作如图 1.4-12 所示。

弹出 Options 的对话框：

图 1.4- 12 工程选项配置

1）在 Category 中，选择“General Options”,如图 1.4- 13所示：

在 Target 的 Device 中，选择相应的 MCU 型号 STM8S103K3U。其他选择默认。

图 1.4- 13 配置中的 General Options

这里要提一下，虽然我们学习板上的单片机型号为 STM8S103K3，但是在这里我们要选择 STM8S103K3U，这可能就是 IAR 软件与单片机不兼容造成的，不过别担心，这并不会影响我们对单片机的正常使用的。

2) 在 Category 中，选择 C/C++Compiler，显示 compiler 选项页，操作如图

1.4- 14所示。

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

选择 Output list file, 勾选输出列表文件,操作如图 1.4- 15 所示。

图 1.4- 15 配置中 C/C++Compiler 中的 List

3) 在 Category 中，选择 Assembler，显示 Assembler 选项页,操作如图 1.4- 16

所示。

图 1.4- 16 配置中的 Assembler 中的 Language

4) 在 Category 中，选择 Output Converter，显示 Output Converter 选项页 ,操作如图 1.4- 17所示。

图 1.4- 17 配置中的 Output Converter

在 Debug\Exe 目录中，产生目标文件。IAR 默认的是.out 文件。而我们的下载器只识别.hex 文件，此处 Output format 选择 Intelextended，然后勾选 Override default。

5) 在 Category 中，选择 Linker，显示 Linker 选项页，config操作如图 1.4- 18

所示,list操作如图 1.4- 19所示。

图 1.4- 18 配置中的 Linker 中的 config

图 1.4- 19 配置中的 Linker 中的 list

选中 Generate linker map file,生成链接映像文件。

6) 在 Category 中，选择 Debugger，显示 Debugger 选项页，这里主要配置下

载程序的方式，因为我们用的是串口下载程序，所以这一步配置不是很重要,

操作如图 1.4- 20所示。

图 1.4- 20 配置中的 Debugger

最后点击“OK”，就完全配置好了。

1.5如何下载程序

1.5.1文件的编译与连接

在代码编辑区，我们先输入一段写好的点亮 led 灯的程序，（此段代码可以在基础篇>点亮 led 灯里找到，这里引用只是为了讲解如何下载程序，详细代码分析请参看第二章），如图 1.5- 1 所示：

图 1.5- 1 在 IAR 中输入程序

然后我们点击“Compiled”，编译一下，操作如图 1.5- 2 所示：

图 1.5- 2 编译程序

可以看到下面“Build”一栏中没有错误，如图 1.5- 3 所示：

图 1.5- 3 Build 错误显示栏

然后我们在点击“Make”图标，如图 1.5- 4 所示：

图 1.5- 4 Make 程序

“Build”一栏中显示如图 1.5- 5 所示：

图 1.5- 5 Make 后的 Build 栏

没有错误和警告，这时候，在我们所建的工程目录 D:\......\ 基础篇

\my_first_project\Debug\Exe 下，出现 my_first_program.hex 和 my_first_program.out 两个文件，其中，my_first_program.hex 文件是我们将要下载的文件，如图 1.5- 6 所示。

图 1.5- 6 hex 文件

1.5.2程序的下载

关于 Downloder 软件的安装与注册以及串口驱动的安装，请参考 1.2，这里不再赘述。将硬件跳帽连接好，USB 线连接上电脑的 U口，操作如图 1.5- 7 所示：

图 1.5- 7 led 灯的硬件连接实物图

选择“开始”菜单，所有程序——>微云电子出品文件夹——>Downloader,

打开 Downloder，如图 1.5- 8 所示：

图 1.5- 8 下载器运行界面

点击下载器按钮，选择相应的串口（串口号在设备管理器里可以看到），若没有出来串口可点击一下刷新，如图 1.5- 9 所示。

图 1.5- 9 下载器串口操作

然后点击右下角的下一步，出现界面如图 1.5- 10 所示：

图 1.5- 10 下载 hex 文件界面

点击右侧的

按钮，选择上面已经编译好的 hex 文件，文件在工程目录

\my_first_project\Debug\Exe 下，然后点击确定，操作如图 1.5- 11 所示。

图 1.5- 11 下载 hex 文件操作

再次点击下一步按钮，就会弹出一个对话框，提示下载成功，如图 1.5- 12

所示。

图 1.5- 12 下载成功界面

这时候，跳上 J7 的跳线帽就可以看到我们的基础型学习板上中间的小灯点亮了，如图 1.5- 13 所示。

图 1.5- 13 led 灯照亮实物图

1.6特别注意

由于本款单片机学习板是 STM8 和 51 单片机二合一的板子，很多口都是复用的，所以在调试 STM8 的时候，确定要将 51 设置成高阻输出状态。也就是说下载一个配置程序 P3M 到 51 单片机里就行了，该程序在目录 51 程序/内。

第 2章基础学习篇

2.1GPIO应用之点亮 LED灯

2.1.1STM8的 GPIO口原理简介

GPIO 口即通用输入/输出口用于芯片和外部进行数据传输。一个 IO 端口可以包括多达 8 个引脚，每个引脚可以被独立编程作为数字输入或者数字输出口。我们这款单片机在 STM8 家族中算比较简单的，只有 PA，PB，PC，PD ，PE 五个口。每个 IO 口都分配五个寄存器，它们是：一个输出数据寄存器 ODR，一个输入引脚寄存器 IDR，一个数据方向寄存器 DDR，一个选择寄存器 CR1，和一个配置寄存器 CR2。一个 I/O 口工作在输入还是输出是取决于该口的数据方向寄存器的状态。对于常用的几个寄存器介绍如下：

注意：每一个端口寄存器位驱动相应的端口的引脚。

图 2.1- 1 DDR 寄存器

Px_DDR 寄存器用来配置 IO 口的输入或输出模式，在这里，我们要点亮 led 灯，所以要把与 led 灯相连的口配置成输出模式。与 led灯相连的是 PD4 口，所以在写代码的时候要把 PD4 口的 DDR 寄存器置 1，DDR 寄存器如图 2.1- 1 所示。

图 2.1- 2 ODR 寄存器

Px_ODR 寄存器，通常只在 IO 口配置成输出的时候起作用，ODR 寄存器里的值，表示在输出模式下，IO 口引脚上的值。所以，要想把 IO 口的某一个或多个引脚置高或置低，只需操作 ODR 即可，ODR 寄存器如图 2.1- 2 所示。

图 2.1- 3 IDR 寄存器

当 IO 口配置为输入时，可从此寄存器读取当前 IO 口的状态值。在这里我们暂时还用不到这个 IDR 寄存器，IDR 寄存器如图 2.1- 3所示。

图 2.1- 4 CR1 寄存器

通常，模拟开漏输出需要外接上拉电阻，驱动能力较强，推挽输出不需要外接电阻，驱动能力较弱，对于 led 的点亮，推挽输出足以，所以我们通常将 IO 口配置为推挽输出。当然，也有配置为开漏输出的时候，在以后会遇到。CR1 寄存器如图 2.1- 4 所示。

图 2.1- 5 CR2 寄存器

CR2 控制寄存器多用来在输入模式下控制外部中断，在输出模式下，作用不大，此款单片机虽然可以最高外接 25M 晶振，但我们还用不到那么高的速度，所以，IO 的输出速度也可以不必关心。CR2 寄存器如图 2.1- 5 所示。

至此，我们已经把 GPIO 口的所有寄存器了解完毕了。

2.1.2硬件连接原理

LED 灯部分及单片机的学习板上的原理图如图 2.1- 6 所示：

图 2.1- 6 LED 灯硬件原理图

根据上面两个原理图来看：单片机的第 29 脚，即 PD4 口通过名为 BEEP 的线连接到 J7 跳帽的 2 引脚，J7 跳帽的 1 脚连接着一个电阻和一个 led 灯串联后接地，由此我们可以判断，要想让 led 小灯亮，就是让 PD4 口置为高电平即可（若将 J7 的跳帽接到 2,3 脚，则可以驱动蜂鸣器）。

2.1.3原工程详解

由以上两小节我们可知，点亮 led 灯只需配置 PD4 口就好，且看以下代码：

#include<iostm8s103k3.h> //将 MCU 型号（stm8s103k3）的头文件加进来

int main( void )

{

PD_DDR |=0x10; //将 PD.4 设置成输出模式 PD_CR1 |=0x10; //将 PD.4 设置成推挽输出方式 PD_CR2 &=~0x10; //设置 PD.4 输出速率最大为 2MHZ

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

while(1); //始终循环，程序停在此处

}

这里只有一个主函数，每个寄存器包括八位，分别控制 PD0~PD7 八个引脚，这里与 led 灯相连的是 PD4，

PD_DDR |=0x10；就是 DDR 与十六进制数 10（即二进制 00010000）相或。因为任何数与 0 相或都不变，与 1 相或则为 1，所以“或”有置位的效果，从右边低位 0 位算起，第五个数恰好是 PD4 口，所以此句话相当于 PD4 设置成输出模式。PD_CR1 |=0x10; PD_ODR |=0x10; 两句是同样的道理。

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

（即二进制 11101111）相与，因为任何数与 1 相与都不变，与 0 相与则必为 0，所以“或”有清零的效果，所以此句话相当于把 CR2的第 4 位清零（即最大摆率设为 2MHZ）。这是操作八位寄存器的常用习惯语句，它的好处就是，可以不影响其他的引脚而直接操作你想操作的位，以后我们会经常用到。

PD_ODR |=0x10; 此句相当于直接把已设置成输出的 PD4 口直接拉成高电平。

while(1);是个死循环，让程序停在此处，防止程序跑飞。至此，我们按照上一章的讲解，新建一个工程，把上面的代码编辑好，编译

一下，下载到板子上，注意跳帽的连接，至少连接四个哦，就可以看到中间的 led

灯亮了。

2.1.4学习拓展：闪烁 led灯

想让 led 灯闪烁，其实就是让灯亮一会，再灭一会，也就是 ODR 这个寄存器置高再清零的过程，但是单片机若只操作 ODR 寄存器，人的肉眼是看不到 led 灯变化的，所以中间可加一个延时函数。

#include<iostm8s103k3.h>

#define u8 unsigned char //为了方便编程，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; //系统时钟 1 分频

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 准备好

}

void Io_Config(void)

{

PD_DDR |= 0x10; //PD4 设置为输出 PD_CR1 |= 0x10; //推挽输出 PD_CR2 &= ~0x10; //输出高电平

}

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);

}

这里出现了几个新的函数。

Io_Config()；这里把 IO 口的配置写成了一个子函数，这样使整个程序思路更清晰。

delay()；延时函数，在默认时钟为 2MHZ 时大约为 1ms，delay（500）就是延时 500ms。

Clk_Config()；主要是为了配置时钟，单片机默认是 2MHZ 的时钟，只要改变 CLK_CKDIVR 寄存器的值就可以改变系统的时钟，设成 0x00 则是将系统时钟提高到 16MHZ，所以如果在主函数里加上这个配置函数的话，程序就会变快。有兴趣的童鞋可以把这一句加上（去掉主函数里这个子函数前面的//就好啦），看一下灯闪的是不是快了。

2.2GPIO应用之蜂鸣器

蜂鸣器是现在单片机应用系统中很常见的，常用于实现报警功能。蜂鸣器一般分为有源和无源两种，有源的蜂鸣器只要给它两端加电，就可以响。而无源蜂鸣器则需要给加一个有频率的方波，才可以响。为了更好地学习和了解蜂鸣器的原理，我们这套板子配的是无源的蜂鸣器。

2.2.1STM8的蜂鸣器原理简介

其实，由上一节的介绍可知，驱动蜂鸣器和驱动 led 灯的 IO 口是同一个，即

PD4，所以，我们只要把 J7 的跳帽往左一换，如图 2.2- 1 所示：

图 2.2- 1 蜂鸣器硬件连接实物图

蜂鸣器就会响了。但我们这款单片机 STM8 特别集成了蜂鸣器模块，可直接产生 1K，2K 或 4KHZ 的方波，应用起来非常方便。所以，我们着重介绍内置蜂鸣器模块的原理，同时也可以更进一步的了解直接操作寄存器的原理。

STM8 单片机一共有四个不同的时钟源，它们是：

 1-24MHz 高速外部晶体振荡器(HSE)

 最大 24MHz 高速外部时钟信号(HSE user-ext)

 16MHz 高速内部 RC 振荡器(HSI)

 128KHz 低速内部 RC(LSI)

在应用蜂鸣器模块时，首先要使能片内的低速 RC 振荡器（当然也能使用外部的高速时钟），其频率为 128KH，通过操作CLK_ICKR 的 LSIEN 位来实现。 CLK_ICKR 寄存器如图 2.2- 2 所示。

图 2.2- 2 CLK_ICKR 寄存器

注：对于该寄存器的更详细的讲解请参考STM8S微控制器手册

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

图 2.2- 3 BEEP_CSR 寄存器

设置蜂鸣器控制寄存器 BEEP_CSR 中的 BEEPDIV[4:0]来分频获取 8KHZ 的时钟，再通过 BEEPSEL 最终产生 1KHZ、2KHZ 或4KHZ 的蜂鸣信号，最后使能该寄存器中的 BEEPEN 位，产生蜂鸣器的输出。蜂鸣器控制寄存器的设置：

首先设置蜂鸣器的预分频器：BEEPDIV[4:0] = 0e 时，BEEPDIV=16；再设置 BEEPSEL[1:0]进行蜂鸣器频率选择：

BEEPSEL[1:0] 蜂鸣器频率

00: 输出 fls/(8*BEEPDIV)kHz (输出 1kHz)

01: 输出 fls/(4*BEEPDIV)kHz (输出 2kHz)

1x: 输出 fls/(2*BEEPDIV)kHz (输出 4kHz)

最后将 BEEPEN 位置 1,使能蜂鸣器功能；

2.2.2硬件连接原理

本节的硬件连接在上一节已经提过，这里不再重复。

2.2.3原工程详解

以下是蜂鸣器产生 1kHz 信号程序：

#include<iostm8s103k3.h>

#define u8 unsigned char

#define u16 unsigned int

#define u32 unsigned long void Clk_Config(void)

{

CLK_ICKR=0x08; //选择 LSI 低速时钟 128KHz CLK_CKDIVR &= 0xf8; //实现系统时钟 1 分频； while(!(CLK_ICKR & 0x10)); //等待 LSI 准备好

}

int main( void )

{

Clk_Config(); //时钟初始化

BEEP_CSR= 0X2e; //使能蜂鸣器，设置蜂鸣器产生 1KHz

信号；

}

while(1) //无限循环

{

}

修改蜂鸣器控制寄存器 BEEP_CSR 的值，就可以输出 1、2、4KHz 的蜂鸣信号。BEEP_CSR=0x2e==>1kHz;BEEP_CSR=0x6e==>2kHz;

BEEP_CSR=0xee 或 0xae==>4kHz;

2.3定时器应用之 8位定时器点亮 LED（带中断）

STM8S 提供三种类型的 TIM 定时器：高级控制型 (TIM1) 、通用型 (TIM2/TIM3/TIM5)和基本型定时器(TIM4/TIM6)。它们虽有不同功能但都基于共同的架构。此共同的架构使得采用各个定时器来设计应用变得非常容易与方便 (相同的寄存器映射，相同的基本功能)。

这里，我们配合 led 灯，以 TIM4 为例，介绍一下基本定时器的用法。

2.3.1STM8的基本定时器原理简介

定时器 TIM4 的功能包括：

8 位向上计数的自动重装载计数器，即计数器从 0 开始计数，计到自动重装载计数器 ARR 里的值时，再重新重 0 开始计数。

 3 位可编程的预分频器（可在运行中修改），提供 1,2,4,8,16,32,64 和 128 这 8

中分频比例。

 在计数器更新时：即计数器溢出，可产生更新中断。基本定时器较其他定时器相比相对简单，下面我们介绍一下与我们这节的实

验密切相关的几个通用定时器的寄存器。

图 2.3- 1 TIMx_CRI 寄存器

这个定时器的主要作用是第 0 位 CEN 和第 7 位 APPRE，用来使能计数器和预装载。TIMx_CRI 寄存器如图 2.3- 1 所示。

图 2.3- 2 TIMx_IER 寄存器

如果需要开启计数器中断的话，就把 TIM4_IER 寄存器的第 0 位 UIE 置 1，

TIM4 只有一个溢出中断，即当计数器计满时所产生的中断。IER 寄存器如所图

2.3- 2 示。

图 2.3- 3 SR 寄存器

状态计数器 TIM4_SR 通常都是由硬件自动置位，STM8 也是通过 UIF 位来判断是否进入中断的，所以在中断函数里，我们往往要手动的清除 UIF 位，以免发生重复进入中断的错误。SR 寄存器如图 2.3- 3 所示。

注：由于我们参考的是整个STM8S家族的微控制器手册，对于不同型号的 MCU难免有微小的差别，这里，在程序里TIM4的状态寄存器为TIM4_SR,而并不是TIM4_SR1，对于这些微小的差别，可查询iostm8s103k3.h的头文件。

图 2.3- 4 CNTR 寄存器

记录计数器的当前值，可不需要配置，在编辑程序的过程中，可通过此计数器里的值，判断已计了多少时间。CNTR 寄存器如图2.3- 4 所示。

图 2.3- 5 PSCR 寄存器

举个例子，比如单片机的系统时钟为 2MHZ，而 TIM4_PSCR 计数器为 0x02，那么，定时器 TIM4 的工作频率就是2M/2^2=0.5MHZ，换句话说就是计数器 CNTR 每增加 1，计数器就计 2us。PSCR 寄存器如图 2.3- 5 所示。

图 2.3- 6 ARR 寄存器

当计数器计到该寄存器里的值时，又重新返回 0，重新计数。如果开启中断的话，将产生更新中断。ARR 寄存器如图 2.3- 6 所示。

只要对以上几个寄存器进行简单的设置，我们就可以使用定时器了，并且可以产生中断。

这一节，我们将使用定时器产生中断，然后在中断服务函数里面翻转 led 上的电平，来指示定时器中断的产生。接下来我们来说明要经过哪些步骤，才能达到这个要求，并产生中断。

1）设置 TIM4_ARR 和 TIM4_PSCR 的值。通过这两个寄存器，我们来设置自动重装的值，以及分频系数。这两个参数

加上时钟频率就决定了定时器的溢出时间。

2）设置 TIM4_IER 允许更新中断。

因为我们要使用 TIM4 的更新中断，所以设置 IER 的 UIE 位，并使能触发中断。

3）允许 TIM4 工作。光配置好定时器还不行，没有开启定时器，照样不能用。我们在配置完后要

开启定时器，通过 TIM4_CR1 的 CEN 位来设置。

6）编写中断服务函数。在最后，还是要编写定时器中断服务函数，通过该函数来处理定时器产生的

相关中断。在中断产生后，通过状态寄存器的值来判断此次产生的中断属于什么类型。然后执行相关的操作，我们这里使用的是更新（溢出）中断，所以在状态寄存器 SR 的最低位。在处理完中断之后应该向 TIM4_SR 的最低位写 0，来清除该中断标志。

通过以上几个步骤，我们就可以达到我们的目的了，使用基本 8 位定时器的的更新中断，来控制外部 led 的翻转。

2.3.2硬件连接原理

同样是点亮 led 灯的电路原理。

2.3.3原工程详解

打开基础篇的程序，找到 8 位定时器控制 led 灯的例程，首先还是包括头文件，几个宏定义以及延时函数：

#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 ++);

}

然后是系统的时钟配置和 led 灯所占的 IO 口配置

void Clk_Config(void)

{

CLK_CKDIVR= 0x00; //系统时钟 1 分频

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 准备好

}

void Io_Config(void)

{

PD_DDR |= 0x10; //PD4 设置为输出 PD_CR1 |= 0x10; //推挽输出 PD_CR2 &= ~0x10; //输出高电平

}

然后就是定时器的配置了。

void Tim4_Init(void)

{

TIM4_PSCR = 6; //64 分频得到 250KHZ 的定时器时钟,

定时器加 1 就是 4us

TIM4_ARR = 0xfa; //1ms 中断一次 TIM4_IER_UIE = 1; //更新中断使能 TIM4_CR1_ARPE =1; //预装载使能 TIM4_CR1_CEN = 1; //启动计数器

}

由上面可以看出，定时器定时一周为 1ms。在这里，我们可以看到第 3,4,5 句和我们之前配置寄存器的方式不太一样，其实 STM8单片机是可以按位寻址的，这些位的定义在头文件 iostm8s103k.h 可以查看到，如图 2.3- 7 所示：

图 2.3- 7 iostm8s103k 头文件

红框内我们可以看到，我们可以直接对 CR1 寄存器的 CEN 位操作。

int main( void )

{

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

enable_interrupt();

while(1){}

}

在主函数里除了对系统时钟，IO 口，定时器的配置之外，还要开启全局中断，单片机有很多中断，每个中断都有自己相应的寄存器来开启中断，但 STM8 和

51 一样，必须开启一个总中断。在 STM8 的参考手册里对开总中断的指令可如图 2.3- 8 所示：

图 2.3- 8 中断指令

在 IAR 中可以用 asm（）函数来调用汇编指令，所以这里可以写 asm（“rim”）; 来开启总中断。但还有另外一种方式，就是调用enable_interrupt();此函数包含在头文件 intrinsics.h 里，具体的内容，可以参考 IAR 的 help 相关文档，这里就不多介绍了。

最后是中断子函数，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 中断向量指令，是固定的，iostm8s103k3.h 文件中如所图 2.3- 9 所示。

图 2.3- 9 iostm8s103k3 中的中断向量指令

TIM4_OVR_UIF_vector 实际上就是 0x19，是中断向量的编号，一旦有中断产生时，CPU 凭借中断向量编号进入中断子函数。那么中断向量编号是如何确定的呢？

STM8 的 FLASH 地址是从 0x00800 开始，IAR 的中断编号从 0 开始。中断向量号依次按照中断地址递增。如：复位向量是0x008000，中断向量号是

0x00； TRAP 的中断地址是 0x008004，中断向量号是 0x01；SPI 中断向量号是 0x0C；中断向量如图 2.3- 10 所示。

图 2.3- 10 中断向量

图中，我们可以看出，TIM4 的更新（溢出）中断所对应的中断地址是

0x008068，中断向量号是 0x19；当然，我们也可以不需要这么麻烦的去计算向量编号，我们可以在建好的工程左边，双击iostm8s103k3.h 头文件，就可以直接用它的宏定义就可以了，就像上面用到的一样，操作如图 2.3- 11 所示。

图 2.3- 11 工程中的头文件

interrupt void interrupt_handler(void): 是声明一个中断函数，注意

interrupt 是两个下划线，interrupt_handler 是中断函数名字，可自己定义。

static u16 i;

这是定义了一个静态变量 i，定时器每隔 1ms 中断一次，每中断一次，i 就自加一次，当加到 1000 时，正好是 1s ，这时， i清零，重新计数， PD_ODR_ODR4=~PD_ODR_ODR4;表示 led 灯翻转，所以整个程序就实现了定时器定时 1s 闪烁 led 灯的功能了。

TIM4_SR_UIF = 0; 前面已经提到，此位必须每次清零，否则会导致重复中断。至此，我们已经把所有的代码都详细讲解过了，按照之前的讲解，编译一下

工程，连接好板子，下载程序之后就可以看到 led 灯按照 1s 的速度闪烁了。

2.3.4学习拓展：16位定时器控制 led灯

8 位定时器计数最大值也就是 255，所以想定时时间大一点，就不得不用变量 i 来计数了，若是十六位计数器的话，就不一样了，16位通用计数器最大可以计数到 65535，所以计数的尺度很大，以定时器 TIM2 为例，我们看一下 16 位定时器如何控制 led 灯，我们只列出与 TIM4 不一样的地方。

void Tim2_Init(void)

{

TIM2_PSCR = 6; //64 分频得到 1/32MHZ 的定时器时钟,

//定时器加 1 就是 32us

TIM2_ARRH = 0x7a; //1s 中断一次

TIM2_ARRL = 0x12;

TIM2_IER_UIE = 1; //更新中断使能 TIM2_CR1_ARPE = 1; //预装载使能TIM2_CR1_CEN = 1; //启动计数器

}

#pragma vector = TIM2_OVR_UIF_vector

interrupt root void TIM4_UIF_HANDLER(void)

{

PD_ODR_ODR4=~PD_ODR_ODR4; TIM2_SR1_UIF = 0;

}

计数器加 1 为 32us，ARR 寄存器的值为 0x7a12，即 31250，所以计数一周正好是 1s，所以在中断函数里我们只要翻转 PD4 口就可以了。

2.4UART通用异步收发器

2.4.1STM8串口简介

作为软件开发重要的调试手段，串口的作用是很大的。在调试的时候可以用来查看和输入相关的信息。在使用的时候，串口也是一个和外设(比如 GPS，GPRS 模块等)通信的重要渠道。

STM8S 家族共有 UART1,UART2,UART3，三组串口，不同型号的单片机内置不同的串口，有的 STM8 内置有两个串口，这里我们这款单片机内置的是 UART1。接下来我们将从寄存器层面，告诉您如何设置串口，以达到我们最基本的通信功能。本实例中，我们将实现利用串口 1 接收从串口发过来的数据，把发送过来的数据直接送回给电脑。

串口最基本的设置，就是波特率的设置。STM8 的串口使用起来还是蛮简单的，只要您开启了串口时钟，然后配置一下波特率，数据位长度，奇偶校验位等信息，就可以使用了。下面，我们就简单介绍下这几个与串口基本配置直接相关的寄存器。关于串口更详细高级的功能请参考《STM8S 微控制器参考手册》。

图 2.4- 1 UART_SR 寄存器

在这里，我们仅用到了状态寄存器第 7 位，由于单片机是 8 位的单片机，所以每次发送都是以字节为单位向外发送的，为了保证在下一次发数之前的数据已经发送完毕，必须保证发送数据寄存器为空，即状态寄存器第 7 位置 1。UART_SR 寄存器如图 2.4- 1 所示。

图 2.4- 2 UART_DR 寄存器

当我们把和串口有关的所有寄存器配置好之后，我们只需要将所要发送的数

据写到此寄存器里，比如发送字符 a，就写 UART1_DR=‘a’；就可以了。同样，当接收到一个字符时，我们也可以从此寄存器里读出一个字符，把它赋值给其他变量，如 ch=UART1_DR；如何判断是否接收到字符呢？一个方法是产生接收中断，另一个是使用查询的方法，不断查询 SR 寄存器的 RXNE 位。由于查询方法很是消耗 CPU，效率不高，所以我们通常用中断的方法。UART_SR 寄存器如图

2.4- 2 所示。

图 2.4- 3 UART_BRR1 寄存器

图 2.4- 4 UART_BBR2 寄存器

对于串口来说配置波特率可能是最重要的步骤了，STM8 单片机就是通过 BRR1 和 BRR2 这两个寄存器（BRR1 寄存器如图 2.4- 3所示，BBR2 寄存器如图 2.4- 4 所示）来配置波特率的，对于如何配置这两个寄存器，在参考手册里写的很好，如图 2.4- 5 所示：

图 2.4- 5 配置波特率的操作

fMASTER 指的是系统时钟，默认为 2M，系统时钟可通过 CLK_CKDIVR 寄存器控制，前面已经提过。在此处，一定要先写 BRR2寄存器，在写 BRR1 寄存器。图 2.4- 6 是一些常用的波特率配置：

图 2.4- 6 常用波特率配置

图 2.4- 7 UART_CR1 寄存器

通过位 4：M 来控制字长，当需要奇偶校验位或者是有 9 个数据位时要配置此位，此实验不需要配置。PS 位：用来配置奇校验或偶校验的。这里同样不需要配置。UART_CR1 寄存器如图 2.4- 7 所示。

图 2.4- 8 UART_CR2 寄存器

这个是一个比较重要的寄存器，当串口全配置好之后，我们通过此寄存器打开发送或接收的功能，这里，我们常用的有：RIEN 接收中断使能，TEN 发送使能，REN 接收使能等几个功能。UART_CR2 寄存器如图 2.4- 8 所示。

当然，关于串口的寄存器还有很多，这里我们就不一一介绍了，对串口的基本操作，有以上这些寄存器就够了，在看一下配置串口的步骤。

图 2.4- 9 字节发送的配置步骤

图 2.4- 10 字节接收的配置步骤

上面第一个图是字符发送的配置步骤（如图 2.4- 9 所示），第二个是字符接收的配置步骤（如图 2.4- 10 所示）。因为我们不需要配置奇偶校验和停止位等信息（全部默认），所以我们不需要步骤 1,2，由此我们就大大简化了程序的配置，只需要配置 BRR 和 CR2 两个寄存器就好。

2.4.2硬件连接原理

该实验的硬件配置不同于前几个实验：

图 2.4- 11 串口的电路原理图

原理图如图 2.4- 11 所示，电脑 USB 连接着 CH340 芯片，CH340 芯片的 TXD， RXD 与 STM8S 单片机之间隔着两个跳帽，也就是说串口 1 与 USB 串口默认是分开的，并没有在 PCB 上连接在一起，需要通过跳线帽来连接一下。如图 2.4- 12 所示：

图 2.4- 12 串口的硬件连接实物图

连接上这里之后，我们在硬件上就设置完成了，可以开始软件设计了。

2.4.3原工程详解

打开基础篇程序，串口发数的程序，让我们一起分析一下代码：当然开始还是固定的头文件，宏定义，延时函数和系统时钟配置：

#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; //系统时钟 1 分频

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 准备好

}

这里新定义了一个数组 table，我们的目的就是用串口把这个数组里的信息发到上位机上去。然后是串口的初始化配置：

void Uart_Init(void)

{

UART1_BRR2 = 0x00;

UART1_BRR1 = 0x0d; //2MHZ 时波特率 9600 对应数值

UART1_CR2 = 0x08; //开启发送

}

这里只配置了波特率和开启发送功能，其他寄存器全部选择默认。一般情况下，都是一个停止位，没有校验，8 个数据位，这些在很多的上位机软件里也是默认的，所以这里都没有改动。

为了调用方便，我们把发送字节写成了一个简单的子函数，如下：

void UART1_Sendint(unsigned int ch)

{

while((USART1_SR & 0x80) == 0x00); // 等待数据的传送

UART1_DR = ch;

}

然后是主函数了：

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);

}

主函数里配置完串口后，在 while（1）的循环里，设了一个 for 循环，把数组 table 里的每个元素按顺序发送出去，为了区别每次之间的发送，特设了 500ms 的延时。strlen()函数是获取字符串数组的长度，在 C 语言里经常用到，包含在头文件 string.h 里。

接下来我们就用串口调试助手来看一看程序的效果吧。先按照之前的方法将程序下载到板子上，然后别的可以不用动，在电脑上直

接打开微云电子资料内容里的 “ 相关安装软件及工具 ” 文件夹里的

串口调试助手，注意这时为了避免电脑串口的重复占用，一定要把下载器完全关掉，必要的时候可重新拔插一下 USB 数据线。打开的串口调试助手如图 2.4- 13 所示：

图 2.4- 13 串口调试助手

选择好 COM 口和波特率，并打开串口，因为我们发送的是字符，所以不要十六进制显示，把 Receive As HEX 之前的勾取消，这时，我们就看到接收区出现我们想看到的字符了，显示界面如图 2.4- 14 所示。

图 2.4- 14 接收串口显示

2.4.4学习拓展：UART之串口收发数

上面的软件设计仅仅介绍了串口的发数功能，在这一小节，我们详细的介绍一下如何利用接收中断，来接收字符，并把它发送出去。首先还是头文件，宏定义和系统配置：

#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; //系统时钟 1 分频

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 准备好

}

然后是串口的初始化：

void Uart_Init(void)

{

UART1_BRR2 = 0x00;

UART1_BRR1 = 0x0d; //2MHZ 时波特率 9600 对应数值

UART1_CR2 = 0x2c; //开启发送接收及接收中断

}

这里 CR2 寄存器里我们使能了发送，接收和接收中断功能。详情见图。。然后是发送函数，和主函数，注意主函数容易忘记开总中断。

void UART1_Sendint(unsigned int ch)

{

while((USART1_SR & 0x80) == 0x00); // 等待数据的传送

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);

}

这个是接收中断函数，其中中断向量编号 UART1_R_RXNE_vector 是查看头文件 iostm8s103k3.h 看到了，之前也有提到。每当上位机发送一个字符时就会引起中断，在接收中断里我们把接收到的字符，即 DR 寄存器里的数读出来，赋给 ch 变量，然后再用UART1_Sendint();函数原封不动的发送出去，这样我们再上位机上就可以看到你发送什么，接收区就显示什么了。串口显示如图 2.4- 15所示。

图 2.4- 15 发送接收串口显示

当然，感兴趣的童鞋也可以变个花样，比如发送“1”，返回“2”，发送“a”，返回“b”什么的。本串口软件还支持发送汉字，感兴趣的童鞋可以自己上网查一查如何编辑汉字，这里我们就不再介绍了。

2.5ADC模拟/数字转换

这一节我们将向大家介绍 STM8 的 ADC。本节将利用 STM8 的 ADC 通道 3

来采样外部温度或光强值。

2.5.1STM8ADC简介

在许多的单片机应用系统中，都需要 A/D 转换器，将模拟量转换成数字量。在 STM8 单片机中，提供的是 10 位的 A/D，通道数随芯片不同而不同，少的有

4 个通道，多的则有 16 个通道(实际准确的通道数量由数据手册的引脚描述说明）。下面的实验程序首先利用定时器定时对 A/D 输入进行采样，然后分别将采样结果的高 8 位和低 8 位依次用串口发送出去。这样可以控制采样的时间，以免单片机采样过快，产生溢出错误。

同样，我们结合着寄存器，了解一下 ADC 的功能。

图 2.5- 1 ADC_CR1 寄存器

ADC 支持 5 种转换模式：单次模式、连续模式、带缓存的连续模式、单次扫描模式、连续扫描模式。

 单次模式：ADC 仅在唯一的通道（由 ADC_CSR 寄存器的 CH[3:0]选定）上完成一次转换，一旦转换完成，转换后的数据存储在 ADC_DR 寄存器中，EOC

（转换结束）标志被置位。

 连续和带缓存的连续模式：在连续转换模式中，ADC 在唯一选定的通道上完成一次转换后立即开始下一次在同样通道上的转换。通过将 CONT 位置位将 ADC 设为连续模式。不带缓冲功能的连续模式中，转换结果数据保存在 ADC_DR 寄存器中，同时EOC 标志置位。若缓存功能被使能，那么将转换结果会填满数据缓存，此时，EOC 置位。

 单次扫描模式：与非扫描模式相比，此模式是用来转换从 AIN0 到 AINn

（n 为通道编号）之间的一连串模拟通道，也是只完成一次转换。此模式中，转换从 AIN0 通道开始，数据结果被保存在数据缓冲寄存器 ADC_DBxR 中，当最后一个通道（通道 n）被转换完后，EOC 被置位。

 连续扫描模式：该模式和单次扫描模式相近，知识每一次在最后通道转换完成时，一次新的从通道 0 到通道 n 扫描转换会自动开始。

在本实验中我们只用到了最简单的单次模式，由定时器控制每次转换的开启，注意 ADON 位的两次开启，第一次只是把 ADC 从低功耗模式唤醒，之后每次要开启转换时都要将 ADON 位置位才可以。ADC_CR1 寄存器如图 2.5- 1 所示。

图 2.5- 2 ADC_CR2 寄存器

此寄存器我们主要了解它的第 1 位和第 3 位，上面已经介绍过是什么是扫描模式和单通道模式了，即扫描模式是开启很多个通道，这里，我们只开了一个通道，所以在配置此寄存器时位 1 要保持为 0。ADC_CR2 寄存器如图 2.5- 2 所示。

由于单片机为 8 位单片机，而 ADC 采样为 10 位，所以涉及一个在数据如何存储的问题。数据左对齐和右对齐的区别如图 2.5- 3所示：

图 2.5- 3 数据左对齐右对齐区别

然后是状态寄存器，重点是位 7，位 5 和位[3:0]，ADC_CSR 寄存器如图 2.5- 4

所示：

图 2.5- 4 ADC_CSR 寄存器

把位 5 置 1 后，每次转换结束后都会产生转换结束中断，在中断里要清除 EOC 标志，位[3:0]是选择要转换的通道 AINx，如果是单次模式，则转换的就是 AINx 通道，如果是扫描模式，则转换的是从 AIN0 到 AINx 通道。

图 2.5- 5 ADC 数据高位寄存器

图 2.5- 6 ADC 数据低位寄存器

当转换结束后，采样结果从这两个寄存器里读出，如果是多通道扫描模式，数据则储存在 ADC_DBxRH 和 ADC_DBxRL 寄存器里。ADC 数据高位寄存器如图 2.5- 5 所示，ADC 数据低位寄存器如图 2.5- 6 所示。

关于更多的 ADC 的详细功能，请参考 STM8S 微控制器参考手册。

2.5.2硬件连接原理

原理图如图 2.5- 7 所示：

图 2.5- 7 ADC 电路原理图

如上图中红框的两个跳帽，将 J2 和 J3 的 2,3 脚连接起来，可采集光强数据，切换 J2 为 1,2 脚，可采集温度数据。硬件连接如图2.5- 8 所示：

图 2.5- 8 ADC 硬件连接实物图

2.5.3软件设计

打开基础篇的最后一个程序，同样开始是头文件，宏定义，延时函数和系统时钟配置：

#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; //系统时钟 1 分频

while(!(CLK_ICKR & 0x02)); //等待 HSI 准备好

}

然后是 ADC 配置：

void Adc_Config(void)

{

ADC_CR2 = 0x00; // 禁止扫描，数据左对齐

ADC_CSR = 0x23; // 选择转换通道为模拟通道 3 开启中断

ADC_CR1 |= 0x01; // 从低耗唤醒转换

delay(1); // 等待 ADC 模块的上电完成

}

这里我们用的是单次转换模式，开启的是模拟通道 3，在原理图上连线写的

是

，只是一个名称，不要和通道 3 混淆。

void Tim4_Config(void)

{

TIM4_PSCR = 2; //4 分频得到 250KHZ 的定时器时钟,定时器加 1 就是 4us

TIM4_ARR = 0xfa; //1ms 中断一次 TIM4_IER_UIE = 1; //更新中断使能 TIM4_CR1_ARPE= 1; //预装载使能 TIM4_CR1_CEN = 1; //启动计数器

}

用定时器比较容易控制 ADC 的转换频率，这里 TIM4 定时器 1ms 中断一次，因此在定时器中断函数里：

#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;

}

同样设置了一个计数变量 i，每次 i 计 10 时（即每隔 10ms），开启一次转换，当转换完毕时，ADON 位自动清零。

以下是串口的初始化和发送函数，不再详述。

void Uart_Init(void)

{

UART1_BRR2 = 0x00;

UART1_BRR1 = 0x0d; //2MHZ 时波特率 9600 对应数值

UART1_CR2 = 0x08; //开启发送

}

void UART1_Sendint(unsigned int ch)

{

while((UART1_SR & 0x80) == 0x00); // 等待数据的传送

UART1_DR = ch;

}

主函数，注意要使能全局中断。

int main( void )

{

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

enable_interrupt();

while(1)

{

}

最后是 ADC 转换结束中断，在每隔 10ms 开启一次中断后，ADC 开始转换，转换结束后产生如下中断：

#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);

}

此时状态寄存器的 EOC 位一定会被硬件置 1，所以要清零，然后将 ADC_DRH

和 ADC_DRL 里的数读出来，由串口发送到上位机显示。最后，编译一下程序，下载到板子上，打开串口调试助手，可看到串口发送

的数据，如图 2.5- 9 所示：

图 2.5- 9 串口发送数据

用手遮挡住光敏电阻，或者是捂住热敏电阻，应该可以看到串口调试助手中数值的变化。

在本章，我们主要是为了讲解单片机的 ADC 采样功能才使用了热敏电阻和光敏电阻的的模拟电路，对于热敏电阻与光敏电阻当然有更多的功能啦，下一章我们将会配合着数码管介绍热敏电阻。

2.5.4学习拓展：趣味心电监测仪

了解了 ADC 的工作原理后，我们依据此原理在上位机上制作了一个有趣的心电监测仪。心脏检测仪工作的硬件原理图如图 2.5- 10所示：

图 2.5- 10 心脏检测仪原理图

其硬件跳帽如图 2.5- 11 所示，黄色框内即为红外对管：

图 2.5- 11 趣味心脏检测仪的硬件连接

要想要红外对管正常工作，必须使图中红框内的 DRIVER 拉低，DRIVER 信号是由 IrAD-driver 经过一个反相器得到的，因此只需将IrAD-driver 拉高即可。从原理图中可以看到，IrAD-driver 由单片机的 PA1 产生，因此在写程序的时候要将 PA1 口初始化为输出，且给其高电平。此外，还需要把上面 ADC 采集程序中的转换通道改成模拟通道 2.此时单片机采集到的才是 ADIN_2，即红外对管电路产生的输出电压。注意：要把 J4 跳线帽的 1、2 脚相连。当心脏跳动时，产生的电压会发生变化，我们将变化的电压值采集进来进行处理，利用串口发送到上位机，就可以在上位机显示心跳波形啦！由于程序与 ADC 采集的基本相同，这里只列出与之不同的地方！

下面一段程序是初始化 PA1 为输出，且给其高电平，从而使红外对管工作。

void GPIO_Config(void)

{

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

}

下面一段程序与前面基本相同，只是将 ADC 转换通道由模拟通道 3(ADIN_1)

改成了模拟通道 2(ADIN_2). void Adc_Config(void)

{

ADC_CR2 = 0x00; // 禁止扫描，数据左对齐

ADC_CSR = 0x22; // 选择转换通道为模拟通道 2，开启中断

ADC_CR1 |= 0x01; // 从低耗唤醒转换

delay(1); // 等待 ADC 模块的上电完成

}

在这里我们只将采集到电压的高八位发送至串口，用高八位值的变化来反映采集心脏电压的变化趋势！因此，下面的一小段中断程序中只有发送高八位的语句！

#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);

}

将程序下载到学习班中，结合心电监测仪观察现象。心电监测仪的使用方法如下：打开心脏检测仪软件，打开方法为单击电脑左

下角的开始菜单中的所有程序中的基础型学习板实验平台，如图 2.5- 12 所示。

图 2.5- 12 心电监测仪打开方法

打开软件后，先单击左侧的方框选择 COM 口，然后单击右上角的心形按钮，如图 2.5- 13 所示红框内。

图 2.5- 13 操作心脏检测仪

读者坐姿端正心情放松，用食指指肚儿轻轻放在红外对管上，在软件中就可以看到 AD 采集到的心脏电压波形。通过此软件就可以观测到自己的心跳波形变化情况啦！是不是很有趣呢！如图 2.5- 14 所示：

图 2.5- 14 上位机软件界面

2.6SPI串行外设接口

2.6.1SPI总线协议简介

SPI 是英语 Serial Peripheral interface 的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是 Motorola 首先在其 MC68HCXX 系列处理器上定义的。SPI 接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD 转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线。

SPI 接口一般使用 4 条线：

MISO 主设备数据输入，从设备数据输出。 MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入。 SCLK 时钟信号，由主设备产生。

CS 从设备片选信号，由主设备控制。只有在片选选通时，才可以对从机进行读或写操作，一般情况下低电平有效。

一般情况下，SPI 也可以仅有 3 条线组成，即 SCK 时钟线，SDA 数据线和

CS 片选，SDA 可配置为双向数据传输。SPI 时序如图 2.6- 1 所示：

图 2.6- 1 SPI 时序

从机在时钟线的上升沿或者下降沿锁存数据。

SPI 主要特点有：可以同时发出和接收串行数据；可以当作主机或从机工作；提供频率可编程时钟；发送结束中断标志；写冲突保护；总线竞争保护等。出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，STM8 也有 SPI 接口。这里我们只对STM8S 的 SPI 接口做一个简单的介绍，通过寄存器对 SPI 接口进行详细了解一下。

关于 SPI 的配置很简单，只需要配置 CR1 和 CR2 两个寄存器就好。SPI_CR1

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

图 2.6- 2 SPI_CR1 寄存器

位 7 是用来配置 SPI 在传输数据时是高字节在前还是低字节在前。比如

DS1302 芯片就是低字节在前，而 TM1628 则是低字节在前。

位 6 是开启 SPI，位 5:3 控制 SPI 的波特率，最高可达到 8M。

位 2 是将单片机配置为主设备还是从设备，一般情况下，我们都用单片机做主设备来驱动其他设备。

位 1 和位 0 的功能如图 2.6- 3 所示：

图 2.6- 3 SPI_CRI 位 1 位 0 功能

图 2.6- 4 SPI_CR2 寄存器

对于单工通信，SPI 可以配置为两种方式：

 1 条时钟线和 1 条双向数据线

 1 条时钟线和 1 条数据线(双工或接收方式）这两种方式由 BDM 和 BODE 控制，

 1 条时钟线和 1 条双向数据线

置 SPI_CR2 寄存器中的 BDM 位启用此模式。在这个模式中，SCK 用作时钟，主模式中的 MOSI 或从模式中的 MISO 用作数据通信。传输的方向（输入或输出）由 SPI_CR2 寄存器里的 BODE 位控制，当这个位是 1 的时候，数据线是输出，否则是输入。

 1 条时钟和 1 条数据线(双工或只接收方式)

为了释放一根 I/O 脚作为它用，可以通过设置 SPI_CR2 寄存器中的 RXONLY

位来禁止 SPI 输出使能。这样的话，SPI 将运行于只接收模式。当 RXONLY 位

置 0 时，SPI 又会恢复到全双工模式。

位 1 使能从模式软件管理，位 0 选择主模式，这两位在配置过程中都要置 1，详细介绍请参考手册。

还有，在 SPI 通信过程中，PE5 引脚，也就是 NSS 引脚，一般就配置为普通的 IO 口即可，手动的拉低或拉高来控制从机的片选。

图 2.6- 5 SPI_SR 寄存器

这个寄存器，我们通常只是判断位 7，即 SPI 是否空闲。SPI_SR 寄存器如图

2.6- 5 所示。

图 2.6- 6 SPI_DR 寄存器

当把 SPI 配置好之后，只需要向这个寄存器里写数或者读数。SPI_DR 寄存器如图 2.6- 6 所示。

2.6.2硬件连接原理

由于本节只对 SPI 进行原理性介绍，具体应用请参考下一章内容。

2.6.3原工程详解

打开基础篇程序，找到 SPI 的工程，我们这里只分析一下 SPI 的配置。

void SPI_Init(void)

{

PB_DDR|=0x70; //PE5 输出，其余保持原功能

PB_CR1|=0x70; //对应位设置为推挽输出 /*mosi 引脚必须设置为推挽输出，否则输出为锯齿波*/

PB_CR2&=~0x70; //输出最大频率为 2Mhz

SPI_CR2 = 0X03; //软件管理使能开，主模式

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

式；

SPI_CR1_BR =0; SPI_CR1_SPE =1;

}

// 空闲状态时 scl=0；采用从第一个时钟边沿开始

在配置 SPI 之前，要配置一下 SPI 相应的 IO 口，PE5 和 MOSI 引脚都要配置为输出模式。SPI 配置步骤如图 2.6- 7 所示。

图 2.6- 7 SPI 配置步骤

然后我们再看一下怎么进行 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);

}

看到主函数我们知道，等待 SPI 的 BUSY 位不忙得时候，往 SPI_DR 寄存器里写数即可。

至此，SPI 的内容我们就介绍完了，具体应用请看下一章读写 SD 卡。

2.7本章小结

至此，关于 STM8 的最基础的知识我们已经完全介绍完了，GPIO，通用定时器，串口，ADC 和 SPI。是不是掌握了呢，接下来，我们将进入稍稍难一点的中级篇，程序难度高一些，但也更加有趣，让我们继续加油吧！

高级应用篇，不知道大家是否需要，等待下载量情况，后续推出。

完整的pdf格式文档51黑下载地址：
学习板stm8单片机篇零基础学习开发基础篇教程.pdf (6.81 MB, 下载次数: 196)

2018-3-16 17:29 上传
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作者: hanwenli123 时间: 2019-1-26 14:06
正是需要的，楼主威武。请问楼主中、高级篇什么时候上传。

作者: zwm12345678 时间: 2019-5-21 21:41
语句有些解释得很到位，希望有更多的解释出来，谢谢，

作者: csy1991hf 时间: 2019-7-24 11:08
很好的教程，感谢楼主

作者: lkg1 时间: 2019-11-12 13:54
很适合初学者的教程

作者: l304334232 时间: 2019-12-18 17:44
写的很好，看了前面几章感觉解释的很清楚

作者: wya23 时间: 2020-2-1 12:25
不错不错，好资料，收下了！

作者: billaj 时间: 2020-2-12 10:18
很适合

作者: billaj 时间: 2020-2-13 14:13
请教一下，我看到中断那一部分，interrupt root void TIM4_UIF_HANDLER(void)，这句是不是少了点什么，我一直都编译不成功

作者: wang200812110 时间: 2020-3-22 13:36
不错，下载学习了

作者: 篮球计分器 时间: 2020-8-5 17:01
问题是实验平台哪里下载啊？

作者: zm9989 时间: 2020-8-13 11:55
有pwm输出和pid的教程吗

作者: wsnbbbbnsw 时间: 2020-11-28 21:27
请问第一步的基础型学习板实验平台软件在哪下载

作者: wsnbbbbnsw 时间: 2020-11-28 21:45

zm9989 发表于 2020-8-13 11:55
有pwm输出和pid的教程吗

请问一下那个实验平台软件在哪里下载呢?

作者: cyrs 时间: 2021-1-27 09:25
那个实验平台软件在哪里下载呢?

作者: bbk2000 时间: 2021-10-3 17:07
非常感谢！现在正用到。

欢迎光临 (http://www.51hei.com/bbs/)