蓝桥杯嵌入式模板创建(STM32 CubeMx简单使用教程)

蓝桥杯嵌入式新板模板创建&简单经验分享

---

补充在最前：
以下原文是22年还未毕业时写的，仅在把板子二手卖给别人的时候给别人分享了这份笔记。
那时经验不多，现在也由于工作使用的芯片不同已很久没有使用CubeMX了，因此文章可能有很多错漏之处，欢迎在评论区指出。

---

备注在前： uint8_t 即 unsigned char（总忘

typedef unsigned char uint8_t;

本模板不保证完全正确

目录

目录

• 蓝桥杯嵌入式新板模板创建&简单经验分享
  • • 0. RCC 时钟树
    • 1. GPIO
      • 1.1 LED
      • 1.2 KEY
    • 2. LCD显示屏
    • 3. UART串口
    • 4. IIC
      • • 4.1 EEPROM 24c02
        • 4.2 可编程电阻MCP4017 （扩展板）
    • 5. ADC
    • 6. TIM
      • 6.1 基本定时器 TIM6/7
      • 6.2 通用定时器 TIM2/3/4/15/16/17
        • 6.2.1 测量1路PWM（1路PWM输入）
        • 6.2.2 测量2路PWM频率和占空比
        • 6.2.3 方波输出
        • 6.2.4 输出2路PWM
      • 6.3 高级定时器 TIM1/8
    • 7. RTC 时钟
    • 经验分享

0. RCC 时钟树

时钟树如下图红框处设置，最后生成的是80MHZ就对了

输出配置1

输出配置2

1. GPIO

1.1 LED

cubemx配置

配置引脚 PC8~15 输出output - 8LED

输出

需要手打的部分

//gpio.h
void LED_Disp(unsigned char ucLed);// gpio.c//函数名： LED_Disp
//函数功能： LD8-LED1对应ucLed的8个位
//传入参数： unsigned char ucLed
//返回值： 无
void LED_Disp(unsigned char ucLed)
{//将所有的灯熄灭HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12 , GPIO_PIN_SET);// 说明：要使用GPIOC控制灯，需要使PD2引脚产生一个下降沿HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);//根据ucLed的数值点亮相应的灯HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, ucLed << 8, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}

1.2 KEY

cubemx配置

配置引脚 PA0、PB0~2 输入input - 4KEY

需要手打的部分

// gpio.h
unsigned char Key_Scan(void);// gpio.c
unsigned char Key_Scan(void)
{unsigned char unKey_Val = 0;if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){unKey_Val = 1;}if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET){unKey_Val = 2;}if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_2) == GPIO_PIN_RESET){unKey_Val = 3;}if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){unKey_Val = 4;    //PA0对应按键B4}return unKey_Val;
}// main.c
// 减速变量
__IO uint32_t uwTick_KEY = 0;
// 按键扫描专用变量
unsigned char Key_Val, Key_Up, Key_Down, Key_Old;void Key_Proc(void)
{// 减速if((uwTick-uwTick_KEY)<100) return ;uwTick_KEY = uwTick;Key_Val = Key_Scan();Key_Down  = Key_Val & (Key_Old ^ Key_Val);Key_Up = ~Key_Val & (Key_Old ^ Key_Val);Key_Old = Key_Val;if (Key_Down == 1){LED_Disp(0x01);}if (Key_Down == 2){LED_Disp(0x02);}if (Key_Down == 3){LED_Disp(0x04);}if (Key_Down == 4){LED_Disp(0x08);}}

关于按键的三行代码：https://blog.csdn.net/qq_43012492/article/details/107676658

---

2. LCD显示屏

官方会提供例程，把lcd.c、lcd.h和fonts.h加进自己的工程就好了

LCD液晶屏幕一行可显示20个英文字符，共10行

需要自己写的部分

// main.c 头文件别多加fonts
#include "lcd.h"
// 减速变量
__IO uint32_t uwTick_LCD = 0;int main(){LCD_Init();LCD_Clear(White);LCD_SetTextColor(Black);LCD_SetBackColor(White);while(1){LCD_Proc();}
}void LCD_Proc(void){// 减速if((uwTick - uwTick_LCD) < 100) return ;uwTick_LCD  = uwTick;sprintf((char *)str, "Hello, world!");LCD_DisplayStringLine(Line0, str);}

---

3. UART串口

cubemx配置

相关变量定义

//main.c
__IO uint32_t uwTick_UART1;
int counter = 0;
char str[40];
u8 rx_buffer;// uart.c
UART_HandleTypeDef huart1;// uart.h
#include "main.h"
extern UART_HandleTypeDef huart1;
void UART1_Init(void);

需要自己手写的功能函数

开发板通过串口发送数据，主机接收

// 串口发数据（开发板发送）
void UART1_Proc()
{//减速if(uwTick-uwTick_UART1 < 500)    return;uwTick_UART1 = uwTick;sprintf(str, "%04d : hello\n", counter);HAL_UART_Transmit(&huart1, (unsigned char *)str, strlen(str), 50);if(++counter == 10000)    counter = 0;}

主机发送数据，开发板串口接收数据

// stm32g4xx_it.c     
extern UART_HandleTypeDef huart1;
void USART1_IRQHandler(void)
{HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
}// mian.c
int main(){// ...初始化等等// 开中断HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &rx_buffer, 1);while(1){// ...}
}// 串口接收中断回调函数 【重要 需要记住名称】
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{// 功能 ...HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &rx_buffer, 1);    // 结尾需要重新开中断
}

如果串口中断函数中用到了HAL_Delay进行延时，要注意系统时钟优先级需高于串口中断优先级

---

4. IIC

比赛时会提供IIC的HAL库代码，直接加到工程里就行，不需要配置cubemx

需要修改i2c-hal.c文件中的I2CWaitACK函数末尾段代码

原来的

    SDA_Output_Mode();SCL_Output(0);delay1(DELAY_TIME);return SUCCESS;

修改后

    SCL_Output(0);delay1(DELAY_TIME);SDA_Output_Mode();return SUCCESS;

需要自己手动写的功能函数（EEPROM和可编程电阻读写）

4.1 EEPROM 24c02

//24c02的相关代码
//写EEPROM
void iic_24c02_write(unsigned char *pucBuf, unsigned char ucAddr, unsigned char ucNum)
{I2CStart();I2CSendByte(0xa0);I2CWaitAck();I2CSendByte(ucAddr);I2CWaitAck();while(ucNum --){I2CSendByte(*pucBuf++);I2CWaitAck();}I2CStop();delay1(500);
}

读24c02

//从EEPROM读
void iic_24c02_read(unsigned char *pucBuf, unsigned char ucAddr, unsigned char ucNum)
{I2CStart();I2CSendByte(0xa0);I2CWaitAck();I2CSendByte(ucAddr);I2CWaitAck();I2CStart();I2CSendByte(0xa1);I2CWaitAck();while(ucNum --){*pucBuf++ = I2CReceiveByte();if(ucNum)I2CSendAck();elseI2CSendNotAck();}I2CStop();
}

写和读函数连续使用中间需要延时。

// main.c
#include "i2c.h"
//EEPROM的相关变量
unsigned char EEPROM_String1[5] = {0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55};
unsigned char EEPROM_String2[5] = {0};int main(){// 建议初始化函数写在main函数里靠后的位置，实测会有影响I2CInit();// EEPROM测试iic_24c02_write(EEPROM_String1, 0, 5);HAL_Delay(1);iic_24c02_read(EEPROM_String2, 0, 5);while(1){LCD_Proc();}
}void LCD_Proc(){// IIC-读写EEPROM测试sprintf((char*)str, "EE:%02X,%02X,%02X,%02X,%02X",EEPROM_String2[0],EEPROM_String2[1],EEPROM_String2[2],EEPROM_String2[3],EEPROM_String2[4]);LCD_DisplayStringLine(Line2, str);
}

注意：实际比赛中会考到EEPROM是否为第一次上电的判断问题，请仔细阅读题目相关要求。

4.2 可编程电阻MCP4017 （扩展板）

省赛不用扩展板，可以不看

写MCP4017

//可编程电阻MCP4017的相关代码
//写阻值
void write_resistor(uint8_t value)
{I2CStart();I2CSendByte(0x5E);I2CWaitAck();I2CSendByte(value);I2CWaitAck();I2CStop();
}

读MCP4017

//读阻值 
uint8_t read_resistor()
{uint8_t value;I2CStart();I2CSendByte(0x5F);I2CWaitAck();value = I2CReceiveByte();I2CSendNotAck();I2CStop();return value;
}

测试代码

// main.c
#include "i2c.h"//MCP4017相关变量
uint8_t res;int main(){I2CInit();//MCP4017测试write_resistor(0x10);res = read_resistor();while(1){LCD_Proc();}
}void LCD_Proc(){// IIC-读写可编程电阻 MCP4017sprintf((char *)str, "RES_K:%5.2fK", 0.7874*res);LCD_DisplayStringLine(Line3, (uint8_t *)str);sprintf((char *)str, "VOLTAGE:%6.3fV", 3.3*((0.7874*res)/(0.7874*res+10)));LCD_DisplayStringLine(Line4, (uint8_t *)str);
}

---

5. ADC

cubemx配置如下

ADC1 通道11 引脚PB12

ADC2 通道15 引脚PB15

ADC1和ADC2配置一样（下图要手动改的只有异步时钟 Asy）

延长采样时间

由于ADC时钟设置为异步，因此时钟应该设置为来自PLLP 锁相环

头文件

// adc.h
#include "main.h"extern ADC_HandleTypeDef hadc1;void ADC1_Init(void);
void ADC2_Init(void);
uint16_t getADC1(void);        // 引脚PB12    R38
uint16_t getADC2(void);        // 引脚PB15    R37

需要自己写的相关函数

// adc.c
// 如果使用cubemx工程则直接把两个函数写在main.c里也可
ADC_HandleTypeDef hadc1;
ADC_HandleTypeDef hadc2;// 获取ADC1的值
uint16_t getADC1(void)
{uint16_t adc = 0;HAL_ADC_Start(&hadc1);adc = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);return adc;
}// 获取ADC2的值
uint16_t getADC2(void)
{uint16_t adc = 0;HAL_ADC_Start(&hadc2);adc = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);return adc;
}

使用获取到的ADC数值

// main.c 中的 LCD_Proc
void LCD_Proc(){// ADC测试sprintf((char *)str, "ADC1-R38:%6.2fV", 3.3*getADC1()/4096.0);LCD_DisplayStringLine(Line5, (uint8_t *)str);sprintf((char *)str, "ADC2-R37:%6.2fV", 3.3*getADC2()/4096.0);LCD_DisplayStringLine(Line6, (uint8_t *)str);
}// 简单说明 
// ADC为12位 2^12=4096 开发板电压为3.3v
// 将3.3V/4096 * 获取到的ADC数值 即为实际电压值 

ADC1 对应旋钮R38， ADC2对应旋钮R37

---

6. TIM

6.1 基本定时器 TIM6/7

说明：这一部分其实没咋用过，考的都是PWM，像题目要求控制LED间隔0.1s闪烁的用系统时钟uwTick参数就足以实现。

CubeMX配置

选择【Activated】使能TIM6， 下方PSC设置分频，ARR设置计数值， 计数模式为up（向上计数）。

TIM6时钟来源为系统时钟（APB2），80MHz分频后为10kHz，计数满1000就触发中断，相当于频率为10Hz，每0.1秒触发一次中断。

不需要配置引脚，但需要配置中断，且中断优先级要改为2

需要手动写的部分

// main.c
#include "tim.h"int main(){// ...TIM6_Init();HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);    // 开定时器中断，定时器计数到达ARR时中断
}// 基本定时器TIM6更新中断回调函数【需要记住名字】
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM6){            // 如果用到了多个定时器的中断则需要有该if判断i++;HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim6);    // 中断回调函数结尾一定要再开中断}
}// 功能测试
void LCD_Proc(){// ...sprintf((char *)Lcd_String, "TIM6_COUNT: %03d", (unsigned int)i);LCD_DisplayStringLine(Line0, (uint8_t *)Lcd_String);
}

开中断函数 HAL_TIM_Base_Start_IT ，比赛时记不清可以在stm32g4xx_hal_tim.c里ctrl+f搜索start

6.2 通用定时器 TIM2/3/4/15/16/17

6.2.1 测量1路PWM（1路PWM输入）

需要用到定时器的输入捕获模式、从模式

cubemx配置

使用的是TIM3的通道1， 对应引脚PB4

需要使能中断，修改中断优先级

（GPIO要配置为输入复用模式，默认就是不用改）

KEIL

需要自己写的代码

// main.c
#include "tim.h"// TIM3的PWM输出相关变量
uint16_t PWM1_CNT;int main(){// ......//初始化TIM3 打开中断 并设置定时器输入捕获TIM3_Init();HAL_TIM_Base_Start(&htim3);HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_1);
}//TIM3输入捕获中断回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM3){if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1){PWM1_CNT = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1)+1;}}
}// 测试代码
void LCD_Proc(){// PWM输入测试sprintf((char *)str, "PWM1_COUNT:%06d", (unsigned int)1000000/PWM1_CNT);LCD_DisplayStringLine(Line7, (uint8_t *)str);
}

6.2.2 测量2路PWM频率和占空比

cubemx配置

这里和测量1路PWM的一样，TIM3的部分不再赘述

配置第二路 TIM2， 引脚为PA15

参数配置

同样需要开中断，修改中断优先级

需要手打的部分

// main.c
#include "tim.h"//PWM1相关变量
uint16_t PWM1_CNT;
uint16_t PWM2_CNT;
uint16_t PWM1_DUTY;
uint16_t PWM2_DUTY;
float PWM1_DR;
float PWM2_DR;int main(){// .....    //初始化TIM3 打开中断 并设置定时器输入捕获TIM3_Init();HAL_TIM_Base_Start(&htim3);HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim3, TIM_CHANNEL_1);//初始化TIM2 二路PWM通道输入TIM2_Init();HAL_TIM_Base_Start(&htim2);HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_2);
}//    定时器输入捕获中断回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{    if(htim->Instance == TIM2){if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1){PWM2_CNT = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1)+1;PWM2_DR = (float)PWM2_DUTY/PWM2_CNT;}else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2){PWM2_DUTY = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2)+1;}}if(htim->Instance == TIM3){if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1){PWM1_CNT = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1)+1;PWM1_DR = (float)PWM1_DUTY/PWM1_CNT;}else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2){PWM1_DUTY = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2)+1;}}
}void LCD_Proc(){// PWM输入测试sprintf((char *)str, "PWM1:%6d,%4.2f%%", (unsigned int)1000000/PWM1_CNT, PWM1_DR*100);LCD_DisplayStringLine(Line7, (uint8_t *)str);sprintf((char *)str, "PWM2:%6d,%4.2f%%", (unsigned int)1000000/PWM2_CNT, PWM2_DR*100);LCD_DisplayStringLine(Line8, (uint8_t *)str);
}

6.2.3 方波输出

可以使用一个定时器的两个通道输出两个不同频率的方波

cubemx配置

此处使用TIM4的通道1和通道2，引脚对应PA11、PA12

参数配置

需要使能中断，修改中断优先级

需要手打的部分

// main.c
#include "tim.h"int main(){// ...//初始化TIM4 输出方波TIM4_Init();HAL_TIM_Base_Start(&htim4);HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim4, TIM_CHANNEL_2);
}// 定时器输出比较中断回调函数【方波】
void HAL_TIM_OC_DelayElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Instance == TIM4){if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1){__HAL_TIM_SET_COMPARE(htim, TIM_CHANNEL_1,(__HAL_TIM_GetCounter(htim)+100));    // 5kHZ}else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2){__HAL_TIM_SET_COMPARE(htim, TIM_CHANNEL_2,(__HAL_TIM_GetCounter(htim)+500));    // 1kHZ}}
}

6.2.4 输出2路PWM

cubemx配置

第一路PWM输出， 定时器TIM17通道1， 引脚PA7

参数配置

无需使能中断

第二路PWM输出配置， TIM16通道1， 引脚PA6。配置和第一路一致。

参数配置

同样无需使能中断

需要手打的部分

// main.cint main(){// TIM16 PWM输出HAL_TIM_Base_Start(&htim16);HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim16, TIM_CHANNEL_1);    // PA6// TIM17 PWM输出HAL_TIM_Base_Start(&htim17);HAL_TIM_OC_Start_IT(&htim17, TIM_CHANNEL_1);    // PA7
}

其他

// 修改占空比/频率通常用到以下两个函数
__HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim16, arr); // 控制频率 arr即自动重装载数值 
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim16, TIM_CHANNEL_1, pulse);    //控制占空比 pulse/arr即为占空比

6.3 高级定时器 TIM1/8

用通用的就够了，一般用不上高级的

---

7. RTC 时钟

cubemx配置

使能RTC时钟和日历

配置时钟树 时钟来自外部晶振（可以看到分频后为750kHZ， 之后还要分频成1HZ）

配置分频

750k/125/6000 = 1HZ

时分秒的初始值可以在此设置

日期也可初始化（年的数值范围是0-99）

RTC模块的使用（需手打代码）

// main.c//RTC专用变量
RTC_TimeTypeDef time;
RTC_DateTypeDef date;
uint8_t second;void LCD_Proc(){// ...// RTC 测试second = time.Seconds;// 直接调用HAL库函数即可，获取时间和日期的两个函数【！必须同时使用】，否则会出现bugHAL_RTC_GetTime(&hrtc, &time, RTC_FORMAT_BCD);HAL_RTC_GetDate(&hrtc, &date, RTC_FORMAT_BCD);if(second != time.Seconds){sprintf((char*)str, "%02x:%02x:%02x", time.Hours, time.Minutes, time.Seconds);LCD_DisplayStringLine(Line0, (uint8_t *)str);sprintf((char*)str, "20%02x-%02x-%02x", date.Year, date.Month, date.Date);LCD_DisplayStringLine(Line1, (uint8_t *)str);}
}

---

经验分享

关于是否要买教程这件事

个人觉得，如果之前有stm32开发基础且备赛时间比较多的人可以不买教程完全自学，主要学cubemx的使用，当然买教程也是可以的，买教程相当于是花钱省了自己找资料的时间。

我备赛是买了蚂蚁工厂的教程，只跟了基础部分，模板创建部分快速的略过了。因为今年国赛比较特殊，没考扩展板，所以后面扩展板创建和国赛模板创建的部分我都没看。如果跟蚂蚁的教程走的话，不建议完全参考他使用移植的方法，参考思路就好，直接用cubemx生成的工程就可以了，代码写在begin和end之间就不会被覆盖。

如果要用移植的方法，这里有一些函数比如MspInit之类的，实际也要一起移植（移植真的又慢又麻烦，没必要）

比赛相关

省赛会考的内容就是以上模板创建提到的那些，屏幕+LED+按键这仨是必考，这一块的模板创建必须烂熟于心（其实所有内容都要记下来）。其他要注意的就是PWM输出这一部分，这是省赛最常考的，要熟悉PWM输出的频率和占空比调节，练习的时候没有示波器的人可以网购个逻辑分析仪，不用太贵的能用就行，我用的NanoDLA（30元左右），当然能用示波器的还是用示波器，比逻辑分析仪舒服多了。其他的比如I2C和串口就是死记，用法都大差不差，建议有时间的把往年省赛题都做一遍，多练练模板。

今年国赛没用扩展板，理论上考的内容也是省赛的那些，综合性和难度要强一节，基本上述模板的所有模块都考到了，因为我也没拿好成绩，所以就不多说了。

另外客观题（15分 程序85）我基本都是蒙的所以也不好给出建议。客观考的范围很宽泛，数电、模电、开发板相关的等等，主要靠自己积累，开发板相关的赛时可以看官方发的资料进行查找，争国一的还是最好多做准备。

建议比赛前一天晚上保证良好的睡眠和比较好的精神状态，这一点还挺重要的，好的状态对编程思路有很大的帮助。我省赛和国赛时完全是两个状态，我因为国赛撞了期末就没准备蓝桥杯，当时又焦虑又疲惫，比完还以为白给了，最后混到了国三。如果我以我国赛的状态去比省赛肯定就白给了。

其他要注意的就是如果跟我一样是线上比赛的，比赛要保证网络畅通，前置摄像头对准自己，这样自己偶尔回头能看到自己的手机屏幕，就能知道自己有没有掉线了，偶尔卡顿监考老师不会说什么。比赛要用Chrome浏览器的ACMcoder插件，安装好赛前几天需要上线测试，官网下载的准考证上会有相关注意事项，跟着官方的要求做就行。

调试的时候发现自己的代码写好了屏幕没反应不要着急，先按复位键看看，经常有人忘记设置Keil工程的“Reset and Run”配置项，以为自己代码出问题。实际比赛中是一定要配置好Keil工程的这一项的。