3. STM32基础开发：开发环境搭建与核心外设
各位同学，欢迎来到《Rover差速转向底盘驱动开发实战》的第三讲。今天我们要聊的，是STM32开发中最基础、也最绕不开的几个环节：环境搭建、GPIO、PWM和中断。别小看这些内容，我当年刚入行时，就是在这几个地方栽过跟头。咱们一个一个来拆解。
3.1 开发环境搭建：Keil与CubeMX的配合
做STM32开发，我个人习惯用两套工具配合：STM32CubeMX 负责图形化配置，Keil MDK 负责写代码和调试。说白了，CubeMX帮你生成初始化代码，Keil让你在代码里“折腾”。
第一步：安装Keil MDK
去Keil官网下载MDK-ARM版本，安装时注意选对芯片包。我建议你直接装最新版，省得后面遇到兼容性问题。安装完成后，记得用管理员权限打开一次，否则有些驱动会装不上。
第二步：安装STM32CubeMX
这个工具是ST官方的，免费。下载后直接安装，它会自动识别你电脑上的Keil版本。嗯，这里有个坑：如果你先装CubeMX后装Keil，CubeMX可能找不到Keil路径。解决办法很简单——重装CubeMX，或者手动指定Keil路径。
第三步：生成工程
打开CubeMX，选择你的芯片型号（比如我们常用的STM32F103C8T6）。配置好时钟、外设后，点击“Project -> Generate Code”。生成时选“MDK-ARM”工具链，版本选V5。这样生成的工程，直接用Keil打开就能编译。
3.2 GPIO配置：从点灯到控制电机
GPIO是STM32最基础的外设。说白了，它就是芯片的“手脚”，用来输出高低电平或读取外部信号。在底盘驱动中，GPIO主要用来控制电机方向、读取编码器信号。
GPIO的几种模式
| 模式 | 用途 | 典型场景 |
|---|---|---|
| 推挽输出 | 输出高低电平 | 控制电机方向引脚 |
| 开漏输出 | 需要外部上拉 | I2C通信 |
| 浮空输入 | 读取外部电平 | 按键检测 |
| 上拉/下拉输入 | 带内部电阻的输入 | 编码器信号读取 |
配置示例：控制电机方向
假设我们用PA0和PA1控制左电机的正反转。在CubeMX里，把这两个引脚配置为“GPIO_Output”，然后在代码里这样写：
// 左电机正转
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET); // 方向1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET); // 方向2
// 左电机反转
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);3.3 定时器PWM输出：让电机转起来
PWM（脉宽调制）是控制电机速度的核心手段。说白了，就是通过调整高电平占空比，来改变电机两端的平均电压。STM32的定时器可以输出多路PWM，非常适合驱动差速底盘的两个电机。
PWM配置步骤
- 在CubeMX里选择一个定时器（比如TIM2），配置为“内部时钟”
- 设置预分频器（PSC）和自动重装载值（ARR），决定PWM频率
- 使能某个通道（比如CH1），模式选“PWM Generation CH1”
- 设置初始占空比（比如50%）
代码示例：动态调整占空比
// 初始化PWM
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);
// 设置占空比为75%
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 750);
// 设置占空比为25%
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 250);你想想看，差速转向的核心就是左右轮速度不同。左轮PWM占空比大，右轮小，车子就往右转。这个逻辑，说白了就是靠PWM实现的。
3.4 中断系统：让CPU“偷懒”
中断是嵌入式系统的灵魂。没有中断，CPU就得一直轮询检查各种事件，效率极低。有了中断，CPU可以该干嘛干嘛，等事件发生了再“被叫醒”。
中断优先级
STM32的中断有抢占优先级和子优先级。抢占优先级高的中断，可以打断正在执行的低优先级中断。在底盘驱动中，我建议把电机控制中断设为高优先级，把通信中断设为低优先级。
配置示例：外部中断读取编码器
编码器每转一圈会产生多个脉冲。我们用外部中断来捕获这些脉冲，从而计算电机转速。
// 在CubeMX中配置PA0为外部中断线0，下降沿触发
// 然后在stm32f1xx_it.c中编写中断服务函数
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_PIN_0) != RESET)
{
// 编码器脉冲计数加1
encoder_count++;
// 清除中断标志位
__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_PIN_0);
}
}3.5 本章知识体系
为了让你更直观地理解本章内容，我画了一张结构图。它展示了开发环境、GPIO、PWM和中断之间的关系，以及它们在底盘驱动中的位置。
这张图把本章内容串起来了。你从环境搭建开始，一步步配置GPIO、PWM和中断，最后就能让电机按照你的指令转动。说白了，这就是底盘驱动的基础骨架。
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