stm32核心板可以点亮灯吗_二、STM32的GPIO输出操作

这是我STM32F103C8T6开发笔记专栏的一部分。可以到专栏中查阅更多内容。

STM32F103C8T6开发笔记整理zhuanlan.zhihu.com

【写在前面】：

这篇笔记的内容，主要是指导如何进行对STM32进行GPIO的输出操作。
有关寄存器配置的说明，限于篇幅，我只能将它在参考手册中的页码标注出来，小伙伴们可以自行查阅。
我使用的是STM32F103C8T6型号的核心板。
这篇笔记，综合参考了野火、正点原子、st官方以及网络上的一些资料，然后经过我自己的思考、尝试与实践，从而整理出来的。感谢那些愿意在学习的路上分享自己知识与经验的前辈。
我在学习的过程中，经历过毫无头绪，找到一堆学习资料却不知从何开始的痛苦。我希望我整理的笔记，不光可以方便自己在以后的项目中拿来即用，也希望能够对那些喜欢玩硬件、爱折腾的小伙伴有所帮助。如果你们觉得我的文章对你们有用，欢迎大家点赞+收藏，让我知道，我的工作是有价值的。

1. GPIO相关的寄存器

首先需要知道的是，STM32中对于GPIO口的操作，无非就是操作下面的寄存器而已，所谓的标准库也好，HAL库也好，它们都只是对操作寄存器的过程进行了封装，目的是为了减轻你编程时的工作负担。因此对于寄存器的描述，你只要稍微了解一下，大概知道每个寄存器是干啥的，有哪些位，是如何配置的就行，除了一些你觉得需要留意的地方，其它的完全没有必要完全记住，用的时候知道再哪里查就行了。

两个32位的配置寄存器：GPIOx_CRL、GPIOx_CRH

两个32位数据寄存器：GPIOx_IDR、GPIOx_ODR

一个32位的置位/复位寄存器：GPIOx_BSRR

一个16位复位寄存器：GPIOx_BRR

一个32位锁定寄存器：GPIOx_LCKR

注：具体的寄存器描述可以参考《STM32F10x-中文参考手册》的GPIO章节的P113页。强烈建议先花几分钟先看一下这一部分的内容。

2. GPIO输出的操作流程

Step1：使能GPIO的时钟

STM32中的每一个外设都对应了一个时钟，当我们想要使用某一个外设的时候，必须先要开启它的时钟才行。

注：STM32中有一个专门管理时钟和复位的外设RCC。有关RCC时钟控制寄存器部分的具体描述可以参考《STM32F10x-中文参考手册》的P55页，可以花个十分钟左右的时间，大概了解一下STM32有哪些时钟，又有哪些寄存器可以配置。

所有的 GPIO 都挂载到 APB2 总线上，具体的时钟由 APB2 外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR)来控制（《STM32F10x-中文参考手册》P70页）。

在编程时，可以使用标准库里提供的函数RCC_APB2PeriphClockCmd()，快速的使能相应的GPIO时钟。

 /*以GPIOC为例，使能它的时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

Step2：初始化GPIO引脚至相应的模式

当我们使用GPIO口之前，我们还需要对它进行一些初始化的操作，比如要设置它的速度、模式和引脚号。

注：关于速度和模式的配置可以查看《STM32F10x-中文参考手册》P113页和P114页部分的内容。

然后关于GPIO的几种输出模式的区别有所不了解的，可以自行百度或者谷歌：推挽输出和开漏输出。

简单来说，推挽输出既可以输出高电平，也可以输出低电平；开漏输出只能输出低电平，若要输出高电平，需要外接上拉电阻才行。

像我们平时利用单片机点个灯什么的，直接将GPIO配置为推挽输出模式就可以了。

接下来，我们可以使用标准库中的GPIO_Init()函数来进行GPIO的初始化操作。

关于该函数的使用方法，看代码注释。

 /*下面的代码，将GPIOC的13号引脚配置为推挽输出，速度为50MHz*//*Step1：定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体，该类型是标准库里定义的*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*Step2：选择要控制的GPIO引脚为Pin13*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;  /*Step3：设置引脚模式为通用推挽输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   /*Step4：设置引脚速率为50MHz */   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /*调用库函数GPIO_Init()，初始化GPIO*/GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

Step3：控制GPIO引脚输出高低电平

我们当然可以直接操作参考手册里描述的寄存器来输出高低电平，在这里，我们使用标准库中帮我们封装好的函数GPIO_SetBits()和GPIO_ResetBits()来操作GPIO的输出电平。

 GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);    //将PC13引脚输出高电平GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);  //将PC13引脚输出低电平

Step4：使用GPIO控制LED

基于之前新建的工程模板，将上述的三个步骤所介绍的内容组合在一起，我们就可以实现一个点亮Led灯的项目。

为了直观、整体的了解代码的结构，我将它们统一写在了main.c文件中，你们当然也可以按照自己的需要，新建一个Led.c，用于保存这些控制Led的代码。

 #include "stm32f10x.h"void delay( uint32_t nCount);void LED_Init(void);int main(void){/*使能GPIOC时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);/*配置相关引脚，进行LED的初始化*/LED_Init();while(1){/*将PC13引脚输出高电平，熄灭小灯*/GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);/*延时，以实现闪烁效果*/delay(0x0FFFFF);/*将PC13引脚输出低电平，点亮小灯*/GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);  /*延时，以实现闪烁效果*/delay(0x0FFFFF);        }}void delay( uint32_t nCount)     //简单的延时函数{for(; nCount != 0; nCount--);}/*配置相关引脚，进行LED的初始化*/void LED_Init(void){/*下面的代码，将GPIOC的13号引脚配置为推挽输出，速度为50MHz*//*Step1：定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*Step2：选择要控制的GPIO引脚*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;  /*Step3：设置引脚模式为通用推挽输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   /*Step4：设置引脚速率为50MHz */   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /*调用库函数，初始化GPIO*/GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);/*将PC13引脚输出高电平，熄灭LED*/GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13; }

将这一段程序复制到标准库工程模板的main.c文件中，编译通过后，下载进开发板，就可以看到LED闪烁的效果了。

3. 利用STM32控制一个RGB彩灯

接下来，我们利用上面的知识，来实现控制一个RGB彩灯。

首先，我们需要下面的这些元器件。

然后我们使用ST-Link来为开发板下载程序，关于ST-Link与核心板的接线，可以参考下图，然后将对应的地方用杜邦线连接即可。

关于RGB灯的连接，将最长的那个引脚接正极，剩下的三个引脚分别通过一个通过一个220 电阻接到开发板的PC13、PC14、PC15上去。就像下面这样。

最后实现该工程的代码如下所示：

main.c文件

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"int main(void)
{/*使能GPIOC时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);/*配置相关引脚，进行LED的初始化*/LED_Init();while(1){/*颜色循环效果*/Led_Cycle();}
}

led.c文件

 #include "led.h"/*配置相关引脚，进行LED的初始化*/void LED_Init(void){/*下面的代码，将GPIOC的13号引脚配置为推挽输出，速度为50MHz*//*Step1：定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*Step2：选择要控制的GPIO引脚*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = Led_Red_Pin | Led_Green_Pin | Led_Blue_Pin;   /*Step3：设置引脚模式为通用推挽输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   /*Step4：设置引脚速率为50MHz */   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /*调用库函数，初始化GPIO*/GPIO_Init(Led_Port, &GPIO_InitStructure);/*将PC13引脚输出低电平，点亮小灯*/GPIO_SetBits(Led_Port, Led_Red_Pin | Led_Green_Pin | Led_Blue_Pin); }/*亮红色*/void LED_Red(void){GPIO_ResetBits(Led_Port, Led_Red_Pin);GPIO_SetBits(Led_Port, Led_Green_Pin | Led_Blue_Pin);}/*亮绿色*/void LED_Green(void){GPIO_ResetBits(Led_Port, Led_Green_Pin);GPIO_SetBits(Led_Port, Led_Red_Pin | Led_Blue_Pin);}/*亮蓝色*/void LED_Blue(void){GPIO_ResetBits(Led_Port, Led_Blue_Pin);GPIO_SetBits(Led_Port, Led_Red_Pin | Led_Green_Pin);}/*亮青色*/void LED_Cyan(void){GPIO_ResetBits(Led_Port, Led_Blue_Pin | Led_Green_Pin);GPIO_SetBits(Led_Port, Led_Red_Pin);}/*亮黄色*/void LED_Yellow(void){GPIO_ResetBits(Led_Port, Led_Red_Pin | Led_Green_Pin);GPIO_SetBits(Led_Port, Led_Blue_Pin);}/*亮品红色*/void Led_Solferino(void){GPIO_ResetBits(Led_Port, Led_Red_Pin  | Led_Blue_Pin);GPIO_SetBits(Led_Port, Led_Green_Pin);}/*亮白色*/void Led_White(void){GPIO_ResetBits(Led_Port, Led_Red_Pin | Led_Green_Pin | Led_Blue_Pin);}/*关闭彩灯*/void Led_Black(void){GPIO_SetBits(Led_Port, Led_Red_Pin | Led_Green_Pin | Led_Blue_Pin);}/*颜色循环效果*/void Led_Cycle(void){LED_Red();delay(Delay_Time);LED_Green();delay(Delay_Time);  LED_Blue();delay(Delay_Time);LED_Cyan();delay(Delay_Time);LED_Yellow();delay(Delay_Time);Led_Solferino();delay(Delay_Time);Led_White();delay(Delay_Time);Led_Black();delay(Delay_Time);}/*简易延时函数*/void delay( uint32_t nCount)    {for(; nCount != 0; nCount--);}

led.h文件

#ifndef __LED_H
#define __LED_H#include "stm32f10x.h"/*为RGB相关的引脚添加一些宏定义*/
#define Led_Port            GPIOC
#define Led_Red_Pin         GPIO_Pin_13
#define Led_Green_Pin       GPIO_Pin_14
#define Led_Blue_Pin        GPIO_Pin_15/*延时时间*/
#define Delay_Time 0x7FFFF8void LED_Init(void);
void LED_Red(void);
void LED_Green(void);
void LED_Blue(void);
void LED_Cyan(void);
void LED_Yellow(void);
void Led_Solferino(void);
void Led_White(void);
void Led_Black(void);
void Led_Cycle(void);
void delay(uint32_t nCount);#endif

【注】：使用ST-Link为STM32下载程序时，需要为其进行供电，我们用一根micro-usb线连接开发板与电脑或者充电宝就可以了。

为了方便文件的分享与管理，我将该项目完整的工程文件，放在了我的个人公众号里面，想要学习的小伙伴可以在微信里搜索：蟹老板的折腾日常。回复：001，即可免费获取。