嵌入式开发：GPIO、UART、SPI、I2C 驱动开发详解与实战案例

📍 本文为嵌入式学习系列第二篇，基于 GitHub 开源项目：0voice/EmbeddedSoftwareLearn
💬 作者：0voice
👀 适合对象：嵌入式初学者、STM32学习者、想搞明白外设驱动开发的C语言学习者

一、驱动是什么？为什么你必须学会写驱动？

在嵌入式系统中，驱动是连接 MCU 与外部世界的桥梁。
你写的所有控制代码（点灯、收发数据、读取温度传感器等），最终都会通过底层驱动转换为硬件动作。

✅ 换句话说，驱动 = 让硬件动起来的 C 语言代码。

二、常用外设驱动概览

这些模块几乎构成了嵌入式开发的大部分控制面。

三、GPIO 点灯裸机驱动代码（STM32为例）

下面是一个最经典的 GPIO 控制示例：点亮 LED 灯。

🔧 初始化流程

#define RCC_APB2ENR   (*(volatile unsigned int *)0x40021018)
#define GPIOC_CRH     (*(volatile unsigned int *)0x40011004)
#define GPIOC_ODR     (*(volatile unsigned int *)0x4001100C)

void gpio_init() {
    RCC_APB2ENR |= (1 << 4);        // 开启 GPIOC 时钟
    GPIOC_CRH &= ~(0xF << 20);      // 配置 PC13 为推挽输出
    GPIOC_CRH |= (0x1 << 20);       
}

💡 控制 LED 灯亮灭

void led_on() {
    GPIOC_ODR &= ~(1 << 13);  // 输出低电平
}

void led_off() {
    GPIOC_ODR |= (1 << 13);   // 输出高电平
}

四、UART 串口通信核心代码

串口通信是调试、通信、日志输出的核心。

✍️ 简化裸机收发过程

void uart_send_char(char data) {
    while (!(USART1->SR & 0x80));  // 等待发送完成
    USART1->DR = data;
}

char uart_recv_char() {
    while (!(USART1->SR & 0x20));  // 等待接收完成
    return USART1->DR;
}

串口需要配置波特率、停止位、奇偶校验、GPIO复用等。

✅ 初学建议配合串口助手查看收发数据。

五、I2C 与 SPI：该如何选择？

💡 I2C 驱动 OLED 屏幕是一个非常好的练手项目！

六、驱动开发常见 Bug 与调试建议

✅ 调试技巧：善用 printf + 示波器 + 逻辑分析仪

七、推荐练习项目（从入门到进阶）

这些项目可作为你学习每个驱动模块的实战切入点。

八、学习建议与驱动能力成长路线

📌 建议配合芯片手册与 CubeMX 使用，逐步掌握寄存器与中间抽象层之间的转换。

九、结语与项目推荐

驱动开发不仅是连接软件和硬件的桥梁，也是你从“写代码”走向“做系统”的第一步。

💼 本文基于项目：0voice/EmbeddedSoftwareLearn
📂 项目内容涵盖：C语言基础、外设驱动、RTOS调度、系统移植等，适合系统性学习

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