📚 课程目录第1章环境搭建与LED闪烁

1. 环境搭建与LED闪烁

任务目标

本案例完成两项工作：搭建STM32最小开发环境（编译器+烧录工具+工程框架），并实现板载LED以1Hz频率闪烁，以此验证GPIO输出配置与基本延时功能的正确性。

环境与依赖

硬件：STM32F103C8T6最小系统板（蓝色Pill板），板载LED接PC13（低电平点亮），ST-Link V2烧录器
软件：arm-none-eabi-gcc（版本≥10）、st-flash或OpenOCD、make；或直接使用STM32CubeIDE（本案例以命令行方式演示，CubeIDE操作路径相同）
标准外设库：STM32F1xx标准外设库（或直接操作寄存器，本案例采用寄存器方式以保持最小依赖）

完整实现

以下代码直接操作寄存器完成GPIO配置与延时，不依赖HAL库，仅需stm32f1xx.h头文件中的寄存器地址定义。新建main.c与Makefile两个文件即可编译。

// main.c — STM32F103C8T6 LED闪烁 (PC13, 1Hz)
#include "stm32f1xx.h"

// 简单延时：约1ms @ 8MHz内部时钟（无外部晶振）
static void delay_ms(uint32_t ms) {
    for (uint32_t i = 0; i < ms * 800; i++) {
        __NOP();
    }
}

int main(void) {
    // 1. 使能GPIOC时钟（APB2总线，RCC寄存器）
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPCEN;

    // 2. 配置PC13为推挽输出，最大速度2MHz
    // CNF13=00(推挽), MODE13=10(2MHz输出)
    GPIOC->CRH &= ~(0xF << 20);   // 清除CNF13+MODE13位
    GPIOC->CRH |=  (0x2 << 20);   // MODE13=10, CNF13=00

    while (1) {
        GPIOC->BRR = (1 << 13);    // 置低 → LED亮
        delay_ms(500);
        GPIOC->BSRR = (1 << 13);   // 置高 → LED灭
        delay_ms(500);
    }
}

# Makefile — 编译与烧录
PREFIX = arm-none-eabi-
CC = $(PREFIX)gcc
OBJCOPY = $(PREFIX)objcopy
CFLAGS = -mcpu=cortex-m3 -mthumb -Wall -O2 -nostdlib -Tstm32f103.ld
TARGET = led_blink

all: $(TARGET).bin

$(TARGET).elf: main.c
	$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^

$(TARGET).bin: $(TARGET).elf
	$(OBJCOPY) -O binary $< $@

flash: $(TARGET).bin
	st-flash write $< 0x08000000

clean:
	rm -f $(TARGET).elf $(TARGET).bin

链接脚本stm32f103.ld需定义FLASH起始0x08000000（容量64KB）与RAM起始0x20000000（容量20KB），标准Cortex-M3链接脚本即可，此处不展开。

运行与验证

安装依赖：sudo apt install gcc-arm-none-eabi stlink-tools make（Ubuntu/Debian）
将上述main.c、Makefile、链接脚本置于同一目录，执行make生成led_blink.bin
连接ST-Link至板子SWD接口，执行make flash烧录
复位板子，观察板载LED

通过标准：LED以约1Hz频率（亮0.5s/灭0.5s）持续闪烁。若LED常亮或常灭，检查PC13接线方向（低电平点亮）及BRR/BSRR寄存器操作是否正确；若完全不亮，用示波器或万用表测量PC13引脚电平是否在0V/3.3V间切换，确认烧录地址是否为0x08000000。

上图展示了GPIO初始化的完整数据流：先使能外设时钟，再配置引脚模式，最后在主循环中通过BSRR/BRR寄存器交替控制电平输出，形成周期翻转。

常见问题

编译报错找不到stm32f1xx.h：确认已安装libstm32f1-dev包，或在Makefile的CFLAGS中添加-I/usr/include/stm32f1指定头文件路径
烧录后无反应：检查BOOT0跳线是否接地（正常运行时需为0）；确认ST-Link与板子的SWDIO/SWCLK/GND三线连接正确
LED常亮不闪烁：延时函数在-O2优化下可能被过度优化，将delay_ms中的循环变量声明为volatile，或改用SysTick定时器实现精确延时