STM32（三）-------流水灯（标准库函数）
流水灯（标准库函数）
- 知识点
- GPIO 寄存器
- 基地址
- 外设
- 输入模式（上拉、下拉、浮空、模拟）
- 输出模式(推挽/开漏)
- 复用功能(推挽/开漏)
- 改变GPIO引脚状态
- GPIO_Init()函数
- 函数讲解
- 函数使用例子
- 库函数理解
- 实例操作
知识点
GPIO 寄存器
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;
typedef struct
{vu32 EVCR;
vu32 MAPR;
vu32 EXTICR[4];
} AFIO_TypeDef;
基地址
#define PERIPH_BASE ((u32)0x40000000)
#define APB1PERIPH_BASE PERIPH_BASE
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000)
#define AHBPERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x20000)#define AFIO_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0000)
#define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
#define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
#define GPIOD_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1400)
#define GPIOE_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1800)外设
#define TIM2 ((TIM_TypeDef *) TIM2_BASE)
#define TIM3 ((TIM_TypeDef *) TIM3_BASE)
#define TIM4 ((TIM_TypeDef *) TIM4_BASE)
#define TIM5 ((TIM_TypeDef *) TIM5_BASE)
#define TIM6 ((TIM_TypeDef *) TIM6_BASE)
#define TIM7 ((TIM_TypeDef *) TIM7_BASE)
#define TIM12 ((TIM_TypeDef *) TIM12_BASE)
#define TIM13 ((TIM_TypeDef *) TIM13_BASE)
#define TIM14 ((TIM_TypeDef *) TIM14_BASE)
#define RTC ((RTC_TypeDef *) RTC_BASE)
#define WWDG ((WWDG_TypeDef *) WWDG_BASE)
#define IWDG ((IWDG_TypeDef *) IWDG_BASE)
#define SPI2 ((SPI_TypeDef *) SPI2_BASE)
#define SPI3 ((SPI_TypeDef *) SPI3_BASE)
#define USART2 ((USART_TypeDef *) USART2_BASE)
#define USART3 ((USART_TypeDef *) USART3_BASE)
#define UART4 ((USART_TypeDef *) UART4_BASE)
#define UART5 ((USART_TypeDef *) UART5_BASE)
#define I2C1 ((I2C_TypeDef *) I2C1_BASE)
#define I2C2 ((I2C_TypeDef *) I2C2_BASE)
#define CAN1 ((CAN_TypeDef *) CAN1_BASE)
#define CAN2 ((CAN_TypeDef *) CAN2_BASE)
#define BKP ((BKP_TypeDef *) BKP_BASE)
#define PWR ((PWR_TypeDef *) PWR_BASE)
#define DAC ((DAC_TypeDef *) DAC_BASE)
#define CEC ((CEC_TypeDef *) CEC_BASE)
#define AFIO ((AFIO_TypeDef *) AFIO_BASE)
#define EXTI ((EXTI_TypeDef *) EXTI_BASE)
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
#define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
#define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
#define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
#define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
#define GPIOG ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)
#define ADC1 ((ADC_TypeDef *) ADC1_BASE)
#define ADC2 ((ADC_TypeDef *) ADC2_BASE)
#define TIM1 ((TIM_TypeDef *) TIM1_BASE)
#define SPI1 ((SPI_TypeDef *) SPI1_BASE)
#define TIM8 ((TIM_TypeDef *) TIM8_BASE)
#define USART1 ((USART_TypeDef *) USART1_BASE)
#define ADC3 ((ADC_TypeDef *) ADC3_BASE)
#define TIM15 ((TIM_TypeDef *) TIM15_BASE)
#define TIM16 ((TIM_TypeDef *) TIM16_BASE)
#define TIM17 ((TIM_TypeDef *) TIM17_BASE)
#define TIM9 ((TIM_TypeDef *) TIM9_BASE)
#define TIM10 ((TIM_TypeDef *) TIM10_BASE)
#define TIM11 ((TIM_TypeDef *) TIM11_BASE)
#define SDIO ((SDIO_TypeDef *) SDIO_BASE)
#define DMA1 ((DMA_TypeDef *) DMA1_BASE)
#define DMA2 ((DMA_TypeDef *) DMA2_BASE)
#define DMA1_Channel1 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA1_Channel1_BASE)
#define DMA1_Channel2 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA1_Channel2_BASE)
#define DMA1_Channel3 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA1_Channel3_BASE)
#define DMA1_Channel4 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA1_Channel4_BASE)
#define DMA1_Channel5 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA1_Channel5_BASE)
#define DMA1_Channel6 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA1_Channel6_BASE)
#define DMA1_Channel7 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA1_Channel7_BASE)
#define DMA2_Channel1 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA2_Channel1_BASE)
#define DMA2_Channel2 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA2_Channel2_BASE)
#define DMA2_Channel3 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA2_Channel3_BASE)
#define DMA2_Channel4 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA2_Channel4_BASE)
#define DMA2_Channel5 ((DMA_Channel_TypeDef *) DMA2_Channel5_BASE)
#define RCC ((RCC_TypeDef *) RCC_BASE)
#define CRC ((CRC_TypeDef *) CRC_BASE)
#define FLASH ((FLASH_TypeDef *) FLASH_R_BASE)
#define OB ((OB_TypeDef *) OB_BASE)
#define ETH ((ETH_TypeDef *) ETH_BASE)
#define FSMC_Bank1 ((FSMC_Bank1_TypeDef *) FSMC_Bank1_R_BASE)
#define FSMC_Bank1E ((FSMC_Bank1E_TypeDef *) FSMC_Bank1E_R_BASE)
#define FSMC_Bank2 ((FSMC_Bank2_TypeDef *) FSMC_Bank2_R_BASE)
#define FSMC_Bank3 ((FSMC_Bank3_TypeDef *) FSMC_Bank3_R_BASE)
#define FSMC_Bank4 ((FSMC_Bank4_TypeDef *) FSMC_Bank4_R_BASE)
#define DBGMCU ((DBGMCU_TypeDef *) DBGMCU_BASE)这里就已经把GPIOx的类型变为结构体 GPIO_TypeDef，地址变为GPIOx_BASE；
比如使用时可以 用GPIOC->ODR这样。
输入模式（上拉、下拉、浮空、模拟）
在输入模式时，施密特触发器打开，输出被禁止，可通过输入数据寄存器 GPIOx_IDR读取 I/O 状态。其中输入模式，可设置为上拉、下拉、浮空和模拟输入四种。上拉和下拉输入很好理解，默认的电平由上拉或者下拉决定。浮空输入的电平是不确定的，完全由外部的输入决定，一般接按键的时候用的是这个模式。模拟输入则用于 ADC 采集。
输出模式(推挽/开漏)
在输出模式中，推挽模式时双 MOS 管以轮流方式工作，输出数据寄存器 GPIOx_ODR可控制 I/O 输出高低电平。开漏模式时，只有 N-MOS 管工作，输出数据寄存器可控制 I/O输出高阻态或低电平。输出速度可配置，有2MHz\10MHz\50MHz的选项。此处的输出速度即 I/O 支持的高低电平状态最高切换频率，支持的频率越高，功耗越大，如果功耗要求不严格，把速度设置成最大即可。在输出模式时施密特触发器是打开的，即输入可用，通过输入数据寄存器 GPIOx_IDR可读取 I/O 的实际状态。
复用功能(推挽/开漏)
复用功能模式中，输出使能，输出速度可配置，可工作在开漏及推挽模式，但是输出信号源于其它外设，输出数据寄存器GPIOx_ODR 无效；输入可用，通过输入数据寄存器可获取 I/O 实际状态，但一般直接用外设的寄存器来获取该数据信号。
通过对 GPIO寄存器写入不同的参数，就可以改变 GPIO的工作模式，再强调一下，要了解具体寄存器时一定要查阅《STM32F10X-中文参考手册》中对应外设的寄存器说明。
在 GPIO外设中，控制端口高低控制寄存器 CRH和 CRL可以配置每个 GPIO 的工作模式和工作的速度，每 4个位控制一个 IO，CRH控制端口的高八位，CRL控制端口的低 8位，具体的看 CRH和 CRL的寄存器描述。
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, // 推挽输出GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, // 复用开漏输出GPIO_Mode_AF_PP = 0x18 // 复用推挽输出} GPIOMode_TypeDef;
typedef enum
{ GPIO_Speed_10MHz = 1,GPIO_Speed_2MHz, GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;改变GPIO引脚状态
1、高16位和低16位，只能以16位形式操作。
2、高16位用于置 0，低16位用于置 1。(高16位用于置0，低16位用于1置1，相应位设1才有效)
3、各个位对 0 操作是免疫的
比如控制PC13：
输出高电平 1<<13
输出低电平 1<<（13+16)
只有低16位有效，在相应位置写 1 时，可以输出一个低电平。
通过这两个寄存器，我们就可以控制一个GPIO引脚输出高低电平，最简单的可以使用BSRR输出高电平，用BRR输出低电平。
GPIOC ->BSRR |=1<<13;用函数控制引脚输出高电平
用函数控制输出低电平
GPIO_Init()函数
函数讲解
作用：根据 GPIO_InitStruct 中指定的参数初始化外设 GPIOx 寄存器。
GPIO_Init()函数就是配置引脚的四个位，再将四个位写入到对应引脚的寄存器。
库函数中的此函数代码如下图。
函数分析：
- 确定currentmode 的值。
- 判断输入还是输出，如果是输出，添加速度值。
- 配置低八位。
- 配置高八位。
函数使用例子
比如设定：PA2推挽输出，输出速度50NHz；
用库函数定义的代码和实际赋值如下图：
0b：32位
库函数理解
库函数是控制寄存器操作的语句被封装成函数的函数集合，需要执行相应动作的时候只需要调用函数（并填入参数）即可。
实例操作
工 程在这里分为三个程序。main.c ;LED.h ;LED.c
思路:
一：打开引脚对应的时钟。
二：配置输出，确定输出模式
三：输出高电平或者低电平
- LED.h
#ifndef __LED_H//此处是表示当我们没有定义LED这个名字时，一下这个程序才被使用
#define __LED_H
#include "stm32f10x.h"//头文件
#define LED_G_GPIO_PIN GPIO_Pin_0//定义LED灯G的管脚
#define LED_B_GPIO_PIN GPIO_Pin_1//定义LED灯B的管脚
#define LED_R_GPIO_PIN GPIO_Pin_5//定义LED灯R的管脚
#define LED_GPIO_PORT GPIOB
#define LED_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOB
#define ON 1
#define OFF 0
// \表示换行符
//ResetBits可用于输出低电平
//SetBits 可用于输出高电平
#define LED_G(a) if(a) \GPIO_ResetBits(LED_GPIO_PORT, LED_G_GPIO_PIN); \else GPIO_SetBits(LED_GPIO_PORT, LED_G_GPIO_PIN);
#define LED_B(a) if(a) \GPIO_ResetBits(LED_GPIO_PORT, LED_B_GPIO_PIN); \else GPIO_SetBits(LED_GPIO_PORT, LED_B_GPIO_PIN);
#define LED_R(a) if(a)\GPIO_ResetBits(LED_GPIO_PORT, LED_R_GPIO_PIN); \else GPIO_SetBits(LED_GPIO_PORT, LED_R_GPIO_PIN);
void LED_GPIO_Config(void);
#endif /* __LED_H */
- LED.c
#include "LED.h"
void LED_GPIO_Config(void)
{/*定义3个GPIO_InitTypeDef 类型的结构体*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct1;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct2;GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct3;/*开启 LED 相关的 GPIO 外设时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_GPIO_CLK, ENABLE);GPIO_InitStruct1.GPIO_Pin = LED_G_GPIO_PIN;//赋值为相应管脚的地址GPIO_InitStruct2.GPIO_Pin = LED_B_GPIO_PIN;GPIO_InitStruct3.GPIO_Pin = LED_R_GPIO_PIN;GPIO_InitStruct1.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//其实就是赋值为0x10;GPIO_InitStruct1.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//赋值为3GPIO_InitStruct2.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct2.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStruct3.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStruct3.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct1); GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct2); GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct3);
}- main.c
#include "stm32f10x.h" // 相当于51单片机中的 #include <reg51.h>
#include "LED.h"
void Delay( uint32_t count )
{for(; count!=0; count--);
}
int main(void)
{LED_GPIO_Config();while(1){LED_G(OFF);LED_B(OFF);LED_R(OFF); Delay(0xFFFFF); LED_G(ON);Delay(0xFFFFF);LED_G(OFF);Delay(0xFFFFF); LED_B(ON);Delay(0xFFFFF);LED_B(OFF);Delay(0xFFFFF); LED_R(ON);Delay(0xFFFFF);LED_R(OFF); }
}- 仿真图
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