一：利用proteus完成一个C51程序设计和仿真，实现交通灯

1：利用proteus仿真软件搭建电路

2：keil写好相关代码，并生成hex文件
主函数如下：

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Timer.h"

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char	
#define smode1 P3

sbit d1=P2^0;  //位定义
sbit d2=P2^1;
sbit d3=P2^2;
sbit d4=P2^3;


sbit greenns=P0^0;
sbit redns=P0^1;
sbit yellowns=P0^2;
sbit greenwe=P0^3;
sbit redwe=P0^4;
sbit yellowwe=P0^5;


unsigned char nixietable1[]={
    0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//数码管段位定义
uchar numns[3]={
    15,10,5};numwe[3]={
    15,10,5};

uchar ge1,ge2 ,shi1,shi2,i=0,j=1;//定义一些需要用到的变量
uchar count1=0,count2=0;
uint flag=0;

void main()
{
    
	Timer0Init();
	while(1)
	{
    
		shi1=numns[i]/10;//数码管个位，十位显示数字
		ge1=numns[i]%10;
		shi2=numwe[j]/10;
		ge2=numwe[j]%10;
		
    smode1=0x00;
		
			d1=0;d2=d3=d4=1;smode1=nixietable1[ge1];Delay(10);//控制数码管显示，以及给出对应的段位码
		  smode1=0x00;d1=d2=d3=d4=1;
			d2=0;d1=d3=d4=1;smode1=nixietable1[shi1];Delay(15);
		smode1=0x00;d1=d2=d3=d4=1;
			d3=0;d2=d1=d4=1;smode1=nixietable1[ge2];Delay(15);
		smode1=0x00;d1=d2=d3=d4=1;
			d4=0;d2=d3=d1=1;smode1=nixietable1[shi2];Delay(10);
		smode1=0x00;d1=d2=d3=d4=1;
		
		if(i==0){
    greenwe=0,redwe=1,yellowwe=0;}  //分别控制红绿黄灯的亮灭
		if(i==1){
    greenwe=1,redwe=0,yellowwe=0;}
		if(i==2){
    greenwe=0,redwe=0,yellowwe=1;}
		if(j==0){
    greenns=0,redns=1,yellowns=0;}
		if(j==1){
    greenns=1,redns=0,yellowns=0;}
		if(j==2){
    greenns=0,redns=0,yellowns=1;}
	}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1//中断函数，实现数字的减小
{
    
	TL0 = 0x18;		
	TH0 = 0xFC;	
	flag++;
	if(flag>=1000)
	{
    
	 flag=0;
		numns[i]--;numwe[j]--;
		
	}
	if(numns[i]==0&&i==0){
    numns[i]=15,i++;}///对应数字减小，从新赋值给num
	if(numns[i]==0&&i==1){
    numns[i]=10,i++;}
	if(numns[i]==0&&i==2){
    numns[i]=5,i=0;}
	
	if(numwe[j]==0&&j==0){
    numwe[j]=15,j++;}
	if(numwe[j]==0&&j==1){
    numwe[j]=10,j++;}
	if(numwe[j]==0&&j==2){
    numwe[j]=5,j=0;}
	
}

3：Delay函数定义如下

void Delay(unsigned int xms)		
{
    
	while(xms)
	{
    
		unsigned char i, j;

			i = 2;
			j = 239;
			do
			{
    
				while (--j);
			} while (--i);
			xms--;
	}
		
}

4：定时器配置函数如下

#include <REGX52.H>

void Timer0Init(void)		//1毫秒@12.000MHz
{
    
	
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x18;		//设置定时初值 24
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 1;		//定时器0开始计时
	
	ET0=1;//设置中断
	EA=1;
	PT0=0;
}

5：生成的hex文件下载到仿真中，右键仿真中的51（用的AT89C52）芯片，选择编辑属性，打开Program File 选择写好的hex文件

6：
仿真效果

二：完成一个stm32的简单的通过寄存器方式，用某一个GPIO端口点亮LED

stm32的点灯是，通过使能外设GPIO时钟，发出指令给外设GPIO，外设GPIO收到指令后，着手配置自己的寄存器，然后给IO口模式，让其实现各种功能。

（1）软件工程搭建

1：配置软件环境，需要用到Keil和FlyMcu(烧录程序)
2：创建工程文件
选择对应的芯片

弹出这个页面直接选择ok不做修改

在文件目录下创建这几个文件夹，以便程序搬移

在start文件夹下添加启动文件

（2）对应寄存器地址以及相关操作

查询官方参考手册，找出我们需要用到的寄存器

图1-1：寄存器组起始地址（截图来自官方参考手册）
以下是APB2总线上各个GPIO端口的起始地址

图1-2 APB2外设时钟使能寄存器（截图来自官方参考手册）
stm32 想要端口正常工作需要打开外设使能时钟，0x400210100表示寄存器RCC_APB2ENR的地址，加上偏移地址0x400210118，|= (1<<3)表示使能GPIOB；
对应代码：RCC_APB2ENR|=1<<3; //APB2-GPIOB外设时钟使能

图1-3 端口配置低寄存器（截图来自官方参考手册）

根据图1-1，可以找到GPIOB 的起始地址为0x40010C00，由图1-2可知CRL寄存器地址偏移为0，，所以与GPIOB的起始地址相同，将图1-2 中后12位置成 0010 0010 0010 ，表示PB6，6，7被置为输出态且最大速度为2MHz
对应代码：`GPIOB_CRL|=0x22200000; //PB5，6，7推挽输出

图1-4 端口输出数据寄存器（截图来自官方参考手册）
同理，GPIOB的起始地址为0x40010C00，加上偏移地址，所以0x40010C0C表示ODR寄存器的地址，即为程序中的地址，&= ~(1<<0)表示将第0位置零并且不改变其他位的数据，所以对PB5,6,7依次按位与也就是给低电平，那么如何给高点平呢，那就需要用到按位或；
对应代码：

`
		GPIOB_ODR&=~(1<<5);		//PB5低电平,因为是置0，所以用按位与
		Delay_s(1);
		GPIOB_ODR|=1<<5;		//PB5高电平
	 	Delay_s(1);
		GPIOB_ODR&=~(1<<6);//PB6低电平
		Delay_s(1);
		GPIOB_ODR|=(1<<6);//PB6高电平
		Delay_s(1);
		GPIOB_ODR&=~(1<<7);//PB7低电平
		Delay_s(1);
		GPIOB_ODR|=(1<<7);//PB7高电平`

（2.1）常用置位、清零解释（|=,&=~）

清0例：（unsigned int）0x40010C0C &=~(1<<0)
首先，1左移0位，得到0000 0000 0000 0001
取反 1111 1111 1111 1110
（0x40010C0C）或等，运算结果 1111 1111 1111 1110

置位例：0xABC6|=((1)<<3)
0xABC6=1010 1011 1100 0110
首先，1左移3位，得到0000 0000 0000 1000
即1010 1011 1100 1110

（3）代码编写

先宏定义需要用到的寄存器，便于操作。

#define RCC_APB2ENR		*((unsigned volatile int*)0x40021018)
	//APB2使能时钟寄存器


#define GPIOB_CRL		*((unsigned volatile int*)0x40010C00)
	//GPIOB配置寄存器
#define	GPIOB_ODR		*((unsigned volatile int*)0x40010C0C)
//宏定义输出口

配置时钟

RCC_APB2ENR|=1<<3;			//APB2-GPIOB外设时钟使能

端口配置低寄存器，设置PB5，6，7为推挽模式

GPIOB_CRL&=0xFF0FFFFF;		//设置位 清零	
GPIOB_CRL|=0x22200000;		//PB5，6，7推挽输出

主函数

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"   //延时函数头文件               
#define RCC_APB2ENR		*((unsigned volatile int*)0x40021018)
	//APB2使能时钟寄存器
#define GPIOB_CRL		*((unsigned volatile int*)0x40010C00)
	//GPIOB配置寄存器
#define	GPIOB_ODR		*((unsigned volatile int*)0x40010C0C)
//宏定义输出口
int main()
{
    
	RCC_APB2ENR|=1<<3;			//APB2-GPIOB外设时钟使能	
	/*RCC_APB2ENR|=1<<6;			//APB2-GPIOE外设时钟使能
	//这两行代码可以合为 RCC_APB2ENR|=1<<3|1<<6;*/
	GPIOB_CRL&=0xFF0FFFFF;		//设置位 清零	
	GPIOB_CRL|=0x22200000;		//PB5，6，7推挽输出
	
	GPIOB_ODR|=1<<5;//设置初始灯为灭
    GPIOB_ODR|=1<<6;
    GPIOB_ODR|=1<<7;	
	
	
	while(1)
	{
    
		
		GPIOB_ODR&=~(1<<5);		//PB5低电平,因为是置0，所以用按位与
		Delay_s(1);
		GPIOB_ODR|=1<<5;		//PB5高电平
	 	Delay_s(1);
		GPIOB_ODR&=~(1<<6);//PB6低电平
		Delay_s(1);
		GPIOB_ODR|=(1<<6);//PB6高电平
		Delay_s(1);
		GPIOB_ODR&=~(1<<7);//PB7低电平
		Delay_s(1);
		GPIOB_ODR|=(1<<7);//PB7高电平
		
	}
}
	

（4）硬件接入

串口boot0置1 boot1置0 并要按下reset

成功点亮（单个点亮代码没给同上原理比较简单，接下来用上述代码去实现流水灯）

三：总结

本次进行了简单的点灯实验，对stm32 的寄存器有了初步的了解，以及知道了如何去配置其外设设有了一定的了解。

问答题：
一：1）嵌入式C程序代码对内存(RAM)中的各变量的修改操作，与对外部设备（寄存器—>对应相关管脚）的操作有哪些相同与差别？2）为什么51单片机的LED点灯编程要比STM32的简单？
二：. (理论概念-常见嵌入式岗位面试题) 与PC平台上的一般程序不同，嵌入式C程序经常会看见 register和volatile 关键字，请解释这两个变量修饰符的作用，并用C代码示例进行说明。

1：在嵌入式系统的编程中，常常要求在特定的内存单元读写内容，汇编有对应的MOV指令，而除C/C++以外的其它编程语言基本没有直接访问绝对地址的能力。在嵌入式系统的实际调试中，多借助C语言指针所具有的对绝对地址单元内容的读写能力。由于51单片机结构相对简单，所以通常多使用汇编语言和C语言编程。而STM32系列的开发工作，不会采用汇编语言，因为工程量巨大，寄存器太多了，位数也多。 51单片机的任何器件只需要配置寄存器打开就可以进行编程，而STM32系列单片机则需要先打开对应的时钟，包括开启后打开外部时钟（晶振）才开始工作。 STM32的内部资源（寄存器和外设功能）较普通的51单片机都要多，基本上接近于计算机的CPU了，所以在程序编写上能有更多的选择。
2：register:在函数内部定义变量时，默认是auto类型，即分配给变量内存。如果定义一个变量用register关键字，那么编译器尽可能把变量存放在CPU内部寄存器中，这样就不必通过内存寻址来访问变量，提高访问效率
volatile: 这个是嵌入式开发必须知道的。用volatile修饰变量或地址，相当于告诉编译器这个值会随时发生变化，每次使用都要去内存中重新读取它的值。如果不用volatile，编译器会有优化操作：在同一进程中当上一次对这个地址操作的值在该进程中没有被修改时候，它会自动把上次读的数据取出来，而不是重新从这个地址取内容。在嵌入式开发中对寄存器或I/O端口的操作都要用volatile。

{
    
	
	......
	
}
 
for(register int i=1;i<=1000000;i++)
{
    
	
	......
	
}
在第一个 for 循环中，变量 i 存储在内存中，cpu 每次要从内存中取出变量 i，这样 cpu 就要来回读取10000次，只是很低效的。

        而在第二个 for 循环中，cpu每次都会直接去寄存器上读取变量i，而不用再去内存读取，因此，代码的效率也会大大提高。

volatile是防止编译器优化，如果是高频繁的变量编译器会自动将变量放到寄存器中，但是有的变量需要实时更新不能间断，放到寄存器中会隔一段时间再去获取变量，导致变量的值不在准确。
在这里插入代码片

int main()
{
    
volatile int i = 10;
int a = i;
printf("%d", i);

//下面汇编语句的作用就是改变内存中i的值，但是又不让编译器知道
__asm
{
    
	mov dword ptr[ebp - 4], 20h
}
int b = i;
printf("i=%d", b);
return 0;