【STM32】GPIO跑马灯

DevFrank

发布于 2024-07-24 14:46:37

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发布于 2024-07-24 14:46:37

文章被收录于专栏：C++开发学习交流

GPIO认识

STM32 的 IO 口相比 51 而言要复杂得多，所以使用起来也困难很多。首先 STM32 的 IO 口可以由软件配置成以下 8 种模式：

1、输入浮空 2、输入上拉 3、输入下拉 4、模拟输入 5、开漏输出 6、推挽输出 7、推挽式复用功能 8、开漏复用功能

推挽输出的最大特点是可以真正的输出高电平和低电平，在两种电平下都具有驱动能力，一般用于挂负载。而开漏输出无法真正输出高电平，即高电平时没有驱动能力，需要借助外部上拉电阻完成对外驱动。（具体原理请自行了解）

每个IO口都是5V兼容，由 7 个寄存器来控制（详细寄存器配置请查看参考手册）。CRL 和 CRH 控制着每个 IO 口的模式及输出速率。

STM32输出配置模式如下：

端口低配置寄存器CRL各位描述（CRH作用类似）：

这里我们记住几个常用的配置就好，如 0X0 表示模拟输入模式（ADC 用）、0X3 表示推挽输出模式（做输出口用，50M 速率）、0X8 表示上/下拉输入模式（做输入口用）、0XB 表示复用推挽输出（使用 IO 口的第二功能，50M 速率）。

下面看一个库函数初始化GPIO的实例：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度 50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//根据设定参数配置 GPIO

设置 GPIOB 的第 5 个端口为推挽输出模式，同时速度为 50M。从上面初始化代码可以看出，结构体 GPIO_InitStructure 的第一个成员变量 GPIO_Pin 用来设置是要初始化哪个或者哪些 IO 口；第二个成员变量 GPIO_Mode 是用来设置对应 IO 端口的输出输入模式，这些模式是上面我们讲解的 8 个模式，在 MDK 中是通过一个枚举类型定义的：

typedef enum
{ GPIO_Mode_AIN = 0x0, //模拟输入
 GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, //浮空输入
 GPIO_Mode_IPD = 0x28, //下拉输入
 GPIO_Mode_IPU = 0x48, //上拉输入
 GPIO_Mode_Out_OD = 0x14, //开漏输出
 GPIO_Mode_Out_PP = 0x10, //通用推挽输出
 GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, //复用开漏输出
 GPIO_Mode_AF_PP = 0x18 //复用推挽
}GPIOMode_TypeDef;

第三个参数是 IO 口速度设置，有三个可选值，在 MDK 中同样是通过枚举类型定义：

typedef enum
{ 
 GPIO_Speed_10MHz = 1,
 GPIO_Speed_2MHz, 
 GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;

总的来说，IO的操作步骤如下：

1）使能 IO 口时钟。调用函数为 RCC_APB2PeriphClockCmd()； 2）初始化 IO 参数。调用函数 GPIO_Init()； 3）操作 IO。如调用函数GPIO_SetBits()。

硬件电路

STM32F1中两个LED灯的连接如下：

软件编写

首先，复制一个工程模板，在模板中，一些相关的STM32库和系统文件（sys、delay、usart）已经添加好了，需要我们做的就是写好外设函数，然后再用户主函数main.c中调用，工程树如下：

在跑马灯工程中，首要要编写好led.c灯的外设驱动，添加到HARDWARE组中，这样方便每个外设模块化，代码如下： led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"
//LED 端口定义
#define LED0 PBout(5)// DS0
#define LED1 PEout(5)// DS1
void LED_Init(void);//初始化 
#endif

led.c

#include "led.h"
//初始化 PB5 和 PE5 为输出口(推挽输出).并使能这两个口的时钟 
//LED IO 初始化
void LED_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|
	RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE); //使能 PB,PE 端口时钟
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB.5 输出高
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED1-->PE.5 推挽输出
	GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); //PE.5 输出高
}

main.c主程序

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"

int main(void)
{
	delay_init(); //延时函数初始化 
	LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
	while(1)
	{ 
		LED0=0; 
		LED1=1;
		delay_ms(300); //延时 300ms
		LED0=1;
		LED1=0;
		delay_ms(300); //延时 300ms
	} 
}

代码编写完成后，编译完后可以先在软件中仿真一下，然后就是通过仿真器或者串口下载到板子上了。