4. LED驱动基础实现：单LED点亮与闪烁、使用SysTick定时器实现非阻塞延时、多LED流水灯实现

4.1 单LED点亮：GPIO输出模式配置

在XMC系列MCU中，控制LED的第一步是将对应的GPIO引脚配置为推挽输出（Push-Pull Output）模式。以XMC1300系列为例，LED通常连接在P1.0引脚（高电平点亮）。

// 单LED点亮示例：XMC1300 P1.0
#include "xmc_gpio.h"

#define LED_PIN P1_0

void LED_Init(void) {
    // 配置P1.0为推挽输出，初始低电平
    XMC_GPIO_SetMode(LED_PIN, XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL);
    XMC_GPIO_SetOutputLow(LED_PIN);
}

void LED_On(void) {
    XMC_GPIO_SetOutputHigh(LED_PIN);
}

void LED_Off(void) {
    XMC_GPIO_SetOutputLow(LED_PIN);
}

int main(void) {
    LED_Init();
    LED_On();  // 点亮LED
    while(1);
}

4.2 使用SysTick定时器实现非阻塞延时

传统的for循环阻塞延时浪费CPU资源，且无法处理其他任务。XMC系列MCU内置SysTick定时器（24位递减计数器），非常适合生成精确的非阻塞延时。

4.2.1 SysTick工作原理

4.2.2 非阻塞延时实现代码

// SysTick非阻塞延时驱动
#include "xmc_scu.h"

static volatile uint32_t sysTickCounter = 0;

// SysTick中断服务函数（1ms周期）
void SysTick_Handler(void) {
    sysTickCounter++;
}

// 初始化SysTick，产生1ms中断
void SysTick_Init(void) {
    // 系统时钟频率 32MHz，重装载值 32000-1 = 1ms
    SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000);
}

// 获取当前tick值
uint32_t GetTick(void) {
    return sysTickCounter;
}

// 非阻塞延时函数
void Delay_NonBlocking(uint32_t ms) {
    uint32_t start = GetTick();
    while ((GetTick() - start) < ms) {
        // 此处可插入其他任务，如按键扫描、通信处理等
        // 实现真正的非阻塞
    }
}

// 使用示例：LED闪烁（非阻塞）
void LED_Blink_NonBlocking(void) {
    static uint32_t lastTick = 0;
    uint32_t now = GetTick();

    if ((now - lastTick) >= 500) {  // 500ms切换一次
        lastTick = now;
        XMC_GPIO_ToggleOutput(LED_PIN);
    }
}

4.3 多LED流水灯实现

流水灯是嵌入式入门的经典实验，通过依次点亮多个LED形成“流水”效果。在XMC系列上，我们可以利用位带操作（Bit-Banding）或直接寄存器赋值来高效控制多个引脚。

4.3.1 硬件连接与引脚定义

4.3.2 流水灯状态机设计

4.3.3 流水灯完整代码

// 4个LED流水灯实现（非阻塞）
#include "xmc_gpio.h"

#define LED_PORT       P1
#define LED1_PIN       P1_0
#define LED2_PIN       P1_1
#define LED3_PIN       P1_2
#define LED4_PIN       P1_3

// 流水灯状态表：依次点亮LED1~LED4
const uint8_t flowPattern[] = {
    0x01,  // 0b0001 -> LED1亮
    0x02,  // 0b0010 -> LED2亮
    0x04,  // 0b0100 -> LED3亮
    0x08   // 0b1000 -> LED4亮
};

void LED_Flow_Init(void) {
    // 配置4个引脚为推挽输出
    XMC_GPIO_SetMode(LED1_PIN, XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL);
    XMC_GPIO_SetMode(LED2_PIN, XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL);
    XMC_GPIO_SetMode(LED3_PIN, XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL);
    XMC_GPIO_SetMode(LED4_PIN, XMC_GPIO_MODE_OUTPUT_PUSH_PULL);

    // 初始全部熄灭
    LED_PORT->OUT = 0x00;
}

void LED_Flow_Run(void) {
    static uint8_t index = 0;
    static uint32_t lastTick = 0;
    uint32_t now = GetTick();

    // 每200ms切换一次流水灯状态
    if ((now - lastTick) >= 200) {
        lastTick = now;

        // 直接写入端口输出寄存器，实现并行更新
        LED_PORT->OUT = flowPattern[index];

        // 索引循环
        index++;
        if (index >= 4) {
            index = 0;
        }
    }
}

int main(void) {
    SysTick_Init();      // 初始化SysTick
    LED_Flow_Init();     // 初始化LED

    while(1) {
        LED_Flow_Run();  // 非阻塞流水灯
        // 此处可添加其他任务，如按键扫描
    }
}

4.4 三种实现方式对比