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1.GPIO

news 来源：原创 2024/9/20 0:27:08

理论说明

输入

上拉输入：拉高电平

下拉输入：拉低电平

浮空输入：不拉高也不拉低电平

输出

开漏输出：不能输出高电平（P-MOS不可用，则只能低电平）

推挽输出：可输出高低电平

输入输出电路图

输出速率

Low：2MHz
Medium：10MHz
High：50MHz

代码编写

几个功能例程的配置及代码

Cube IDE代码

LED灯闪烁

配置引脚功能：

GPIO配置
在main.c文件，大概94行开始

  /* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{//参数1：GPIO口名字(PB)，参数2：GPIO数字(PB5中的5)，参数3：高低电平(0,1)HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, 0);HAL_Delay(1000);HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, 1);//HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);	//电平反转,无需设置高低电平HAL_Delay(1000);/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */
}/* USER CODE END 3 */

实验二

按键PE3控制蜂鸣器开关、按键PE4控制 LED2(PE5) 亮灭、光敏传感器控制 LED1(PB5) 亮灭

按键：设置成上拉输入，PE4则为高电平，当按键按下时，PE4为0，则按键按下(其它按钮同理)

按键电路图

LED灯、蜂鸣器(PB8)：输出高低电平，设置推挽输出

光敏传感器(PB11)：高低电平由外界光照强度来决定，设置浮空输入

按键配置：

按钮配置

LED灯配置方面已经说明，直接配置

蜂鸣器配置(PB8)：

蜂鸣器配置图

光敏传感器配置(PB11)：

光敏传感器配置图

光敏传感器AO DO有什么区别？

AO：输出模拟信号

DO：输出数字信号（高低电平）

在main.c文件，大概94行开始

/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(Key1_GPIO_Port, Key1_Pin))	//检测读取按键高低电平{HAL_Delay(120);if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(Key1_GPIO_Port, Key1_Pin))	//检测读取按键高低电平{HAL_GPIO_TogglePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin);	//电平反转,无需设置高低电平}}if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(Key2_GPIO_Port, Key2_Pin))	//检测读取按键输入高低电平{HAL_Delay(120);if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(Key2_GPIO_Port, Key2_Pin))	//检测读取按键高低电平{HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);	//电平反转,无需设置高低电平}}if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(SUN_GPIO_Port, SUN_Pin))	//检测读取光敏传感器输入高低电平{HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, 1);}else{HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, 0);}/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */
}

效果展示：

代码过程

初始化时钟

初始化时钟

APB2ENR：外设时钟使能寄存器

外设时钟使能寄存器图

大概功能：将APB2ENR(外设时钟使能寄存器)初始化IO端口B时钟开启

//初始化代码，在gpio.c中48行
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); 如下过程
#define __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()   do { \__IO uint32_t tmpreg;  /*定义一个变量*/\SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPBEN);\/* Delay after an RCC peripheral clock enabling(下方两个延时作用) */\tmpreg = READ_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPBEN);\UNUSED(tmpreg); \} while(0U)//SET_BIT(RCC->APB2ENR, RCC_APB2ENR_IOPBEN); 的解释//1.RCC_APB2ENR_IOPBEN
#define RCC_APB2ENR_IOPBEN_Pos		(3U)                              
#define RCC_APB2ENR_IOPBEN_Msk		(0x1UL << RCC_APB2ENR_IOPBEN_Pos)	/*RCC_APB2ENR_IOPBEN_Msk 等于0x1<< 3 结果：0x00000008 */
//0x1 = 0000 0001 << 3 = 0000 1000(对应上图,位3为1) = 0x00000008 
#define RCC_APB2ENR_IOPBEN			RCC_APB2ENR_IOPBEN_Msk		/* RCC_APB2ENR_IOPBEN 等于0x00000008 *///2.RCC寄存器，RCC_BASE强转成这个RCC_TypeDef类型的结构体
#define RCC                 ((RCC_TypeDef *)RCC_BASE)
//RCC_BASE = 由总线矩阵偏移到AHB系统总线再偏移到复位和时钟控制(RCC)(可看参考手册的系统结构)(下面三行从下往上看)
#define RCC_BASE              (AHBPERIPH_BASE + 0x00001000UL)
#define AHBPERIPH_BASE        (PERIPH_BASE + 0x00020000UL)
#define PERIPH_BASE           0x40000000UL
//RCC_TypeDef（结构体）
typedef struct
{__IO uint32_t CR;__IO uint32_t CFGR;__IO uint32_t CIR;__IO uint32_t APB2RSTR;__IO uint32_t APB1RSTR;__IO uint32_t AHBENR;__IO uint32_t APB2ENR;__IO uint32_t APB1ENR;__IO uint32_t BDCR;__IO uint32_t CSR;
} RCC_TypeDef;//3.RCC->APB2ENR
RCC指向APB2ENR，则就是结构体内的__IO uint32_t APB2ENR;//将APB2ENR的位3置1

初始化引脚

GPIOx_BSRR：端口位设置/清除寄存器

低16位中若有某一位置1，则这个引脚为1(高电平)，若都为0，则不影响

高16位中若有某一位置1，则这个引脚位0(低电平)，若都为0，则不影响

端口位设置/清除寄存器图

//gpio.c中第53行
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)
{/* Check the parameters */assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState));if (PinState != GPIO_PIN_RESET)	//GPIO_PIN_RESET为0{GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;	//给BSRR寄存器 低16位赋值 置1}else{GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16u;	//给BSRR寄存器 高16位赋值 置0}
}//GPIO_TypeDef *GPIOx 等于 LED2_GPIO_Port
#define LED2_GPIO_Port GPIOE
#define GPIOE		((GPIO_TypeDef *)GPIOE_BASE)
//GPIO_TypeDef 强转
typedef struct
{__IO uint32_t CRL;__IO uint32_t CRH;__IO uint32_t IDR;__IO uint32_t ODR;__IO uint32_t BSRR;__IO uint32_t BRR;__IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;
#define GPIOE_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x00001800UL)
#define APB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x00010000UL)
#define PERIPH_BASE           0x40000000UL//GPIO_Pin 等于 LED2_Pin
#define LED2_Pin GPIO_PIN_5
#define GPIO_PIN_5		((uint16_t)0x0020)  /* Pin 5 selected    */

写实际需求（输入：read 判断，输出：write 0/1）

Keil代码

修改的地方如下

main.c

//main函数中
while (1)
{if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(Key1_GPIO_Port, Key1_Pin))	//检测读取按键高低电平{HAL_Delay(120);if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(Key1_GPIO_Port, Key1_Pin))	//检测读取按键高低电平{HAL_GPIO_TogglePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin);	//电平反转,无需设置高低电平}}if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(Key2_GPIO_Port, Key2_Pin))	//检测读取按键输入高低电平{HAL_Delay(120);if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(Key2_GPIO_Port, Key2_Pin))	//检测读取按键高低电平{HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);	//电平反转,无需设置高低电平}}if(0 == HAL_GPIO_ReadPin(SUN_GPIO_Port, SUN_Pin))	//检测读取光敏传感器输入高低电平{HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, 1);}else{HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, 0);}
}

gpio.c

void MDK_GPIO_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/* GPIO Ports Clock Enable */__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET);/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin, GPIO_PIN_RESET);/*Configure GPIO pins : PEPin PEPin */GPIO_InitStruct.Pin = Key1_Pin|Key2_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pin : PtPin */GPIO_InitStruct.Pin = LED2_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(LED2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pin : PtPin */GPIO_InitStruct.Pin = SUN_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(SUN_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pin : PtPin */GPIO_InitStruct.Pin = LED1_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(LED1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pin : PtPin */GPIO_InitStruct.Pin = BEEP_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(BEEP_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}

main.h

//60行开始
#define Key1_Pin GPIO_PIN_3
#define Key1_GPIO_Port GPIOE
#define Key2_Pin GPIO_PIN_4
#define Key2_GPIO_Port GPIOE
#define LED2_Pin GPIO_PIN_5
#define LED2_GPIO_Port GPIOE
#define SUN_Pin GPIO_PIN_11
#define SUN_GPIO_Port GPIOB
#define LED1_Pin GPIO_PIN_5
#define LED1_GPIO_Port GPIOB
#define BEEP_Pin GPIO_PIN_8
#define BEEP_GPIO_Port GPIOB