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前言

随着STM32单片机在嵌入式开发中的广泛应用，掌握CubeMX快速建工程、GPIO控制、外部中断配置及仿真调试是每位初学者的必修课。本文将通过LED流水灯实验和外部中断控制LED实验，带你完整了解STM32开发流程，从软件配置到硬件仿真全覆盖。

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一、STM32CubeMX安装

1. jdk安装

由于STM32CubeMX是Java实现的，需要安装jdk环境。
jdk官网下载链接：
https://www.oracle.com/java/technologies/javase-downloads.html

2. STM32CubeMX安装

安装网址：
https://www.st.com/zh/development-tools/stm32cubemx.html
安装好后右键.exe文件，以管理员身份运行

安装完成后回到桌面，双击打开CubeMX，进入后会弹出一个选项界面，选择第三个


点击右上角CHECK FOR UPDATES，等待检查更新完就可以正常开关该软件了，至此安装完成。

二、实验CubeMX完成LED流水灯

1.Cube MX新建工程文件

左上角File，点击New Project File

先在左上角Commercial Part Number中搜索自己stm32板子的型号，然后在右边双击出来的型号

选择自己要点亮的流水灯，我这里选择的是PA0,PA2,PA4和PC13，设置为GPIO_OUTPUT

设置sys

设置GPIO

Clock Configuration设置

Project Manager设置


然后点击右上角GENERATE CODE，Open Project

2. 工程代码

将下面代码添加到生成的main.c中的while(1)中

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);  // 灯1亮
	HAL_Delay(1000); // 延时1s
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOBA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);  // 灯1灭
	  
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);  // 灯2亮
	HAL_Delay(1000); // 延时1s
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);  // 灯2灭
	  
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);  // 灯3亮
	HAL_Delay(1000); // 延时1s
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);  // 灯3灭
	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);  // 灯4亮
	HAL_Delay(1000); // 延时1s
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);  // 灯4灭

3. 实验现象：

三、外部中断控制LED灯亮灭

1. 工程文件创建

创建过程和 二. 1 差不多，我这里引脚选择用PB5配置SWITCH，模拟开关，控制PA4的亮灭

配置NVIC

2. 工程代码

将下面的代码插入到/* USER CODE BEGIN 0 // USER CODE END 0 */之间，

volatile uint8_t btn_flag = 0;

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_5)
    {
        // 软件消抖
        static uint32_t last_tick = 0;
        uint32_t now = HAL_GetTick();
        if ((now - last_tick) < 50) return; // 50ms消抖
        last_tick = now;

        // 读取 PB5 电平
        GPIO_PinState state = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5);

        // 按键未按下（高电平） → LED 亮
        // 按键按下/拔下线（低电平） → LED 灭
        if (state == GPIO_PIN_SET)
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);   // LED 亮
        else
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // LED 灭
    }
}

将下面的代码插入到主函数中的while(1)中

        // 读取 PB5 电平，控制 PA4 LED
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_SET) // 插上 → 高
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);   // LED 亮
        else                                                    // 拔下 → 低
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET); // LED 灭

        HAL_Delay(10); // 10ms 循环

3.实验现象

四、Proteus仿真

1. 实验一仿真图

打开Proteus，找到相应原件连接好

点击左上角的设计（N），点击配置供电网

名称选择GND，将VSSA添加过去

名称选择VCC/VDD，将VDDA添加过去

双击stm32，在Program File中选择keil中生成的.hex文件

2. 实验一仿真效果

3. 实验二仿真图

4. 实验二仿真效果

五、总结

本次实验通过STM32CubeMX及HAL库，实现了LED流水灯的点亮控制和外部中断对LED的开关控制，具体总结如下：

1. 实验收获

CubeMX快速生成代码：
通过CubeMX配置GPIO、时钟以及工程管理，能够自动生成标准化的初始化代码，大大减少了手动配置寄存器的工作量。

HAL库操作GPIO：
掌握了 HAL_GPIO_WritePin()、HAL_GPIO_ReadPin()、HAL_Delay() 等基本函数，理解了GPIO高低电平控制的实现原理。

LED流水灯设计思路：
通过顺序点亮和熄灭LED，配合延时实现视觉上的流水效果，理解了单片机中循环控制的应用。

外部中断控制实现：
学习了如何使用外部中断 HAL_GPIO_EXTI_Callback() 响应按钮操作，掌握软件消抖及状态判断方法，实现LED的高低电平控制。

Proteus仿真验证：
通过Proteus进行电路连接和.hex文件烧录验证，理解了单片机工程从软件到硬件的完整流程，降低了实验风险。

2. 技术要点

GPIO配置：输出模式控制LED，输入模式结合中断检测按钮。

延时控制：使用 HAL_Delay() 进行简单延时实现流水灯效果。

中断处理：软件消抖保证按键状态准确，防止误触发。

工程管理：CubeMX项目管理和Keil生成的.hex文件直接用于仿真或烧录，方便调试。

3. 优化与扩展

流水灯效果优化：
可以使用数组或循环控制多个LED，实现更加灵活的流水灯模式，例如“回旋灯”“闪烁灯”。

中断功能扩展：
可在中断中实现更多复杂功能，例如按钮短按/长按区分、多按键组合控制LED等。

定时器结合LED控制：
使用定时器替代 HAL_Delay()，实现非阻塞延时，提高程序效率，避免影响其他功能。

实际硬件调试经验：
本实验让初学者熟悉了STM32开发板引脚连接、电源配置和调试流程，为后续更多传感器或外设的实验打下基础。

4. 总结体会

通过本次实验，不仅掌握了STM32CubeMX快速生成工程和HAL库GPIO操作方法，还通过外部中断和Proteus仿真加深了对嵌入式硬件与软件联动的理解。整个实验过程从软件配置、代码实现到仿真验证，覆盖了嵌入式系统开发的完整流程，是入门STM32学习的实用案例。

六、参考资料

https://blog.csdn.net/weixin_56102526/article/details/120877293
https://blog.csdn.net/m0_64167498/article/details/131921339
https://b23.tv/K4XUf9N