正点原子stm32F407学习笔记2——GPIO操作跑马灯实验

一、库函数版本

1、硬件原理图

2、软件设计

打开上一节新建的库函数版本工程模板，直接点击工程下面的 USER 目录下面的 Template.uvproj。

跑马灯实验我们主要用到的固件库文件是：
stm32f4xx_gpio.c /stm32f4xx_gpio.h
stm32f4xx_rcc.c/stm32f4xx_rcc.h//每个实验中都要引入，因为系统时钟配置函数以及相关的外设时钟使能函数
misc.c/ misc.h //SYSTEM 文件夹中都需要使用到
stm32f4xx_usart .c/stm32f4xx_usart.h//SYSTEM 文件夹中都需要使用到
stm32f4xx_syscfg.c/stm32f4xx_syscfg.h//后面很多实验都要使用到

在FWLIB文件夹中有多余的源文件，使得编译速度变慢，可以去掉多余的源文件，留下上面使用的5个源文件，右击 Template,选择“Manage project Items”,进入这个选项卡

选中“FWLIB”分组，然后选中不需要的源文件点击删除按钮删掉，剩下上述5个源文件

然后我们进入我们工程的目录，在工程根目录文件夹下面新建一HARDWARE 的文件夹，用来存储以后与硬件相关的代码。然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个 LED 文件夹，用来存放与 LED 相关的代码。

新建一个文件，然后保存在 HARDWARE->LED 文件夹下面，保存为 led.c
然后在 led.c 文件中输入如下代码，点击保存

#include "stm32f4xx.h"
//LED IO初始化
void LED_Init(void)
{        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;//配置GPIO所用的结构体RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//时钟使能函数，PF9和PF10为输出口，所以使能这两个口的时钟，GPIOF又在AHB1总线下，所以调用AHB1函数//GPIOF9,F10初始化设置GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;//LED所对应的两个IO口，两个IO口的功能一样才能这么设置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHzGPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉，在硬件原理图中看出上拉led熄灭GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOGPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10);//GPIOF9,F10拉高}

用同样的方法新建一个 led.h 文件，也保存在 LED 文件夹下面。在 led.h 中输入如下代码：

#ifndef __LED_H
#define __LED_Hvoid LED_Init(void);     #endif

接着，我们在 Manage Project Itmes 管理里面新建一个 HARDWARE的组，并把 led.c 加入到这个组里面。这样就把led.c文件添加到工程中了

然后将 led.h 头文件的路径加入到工程里面

最后在main.c中输入如下代码，烧录进开发板，使两个led间隔500ms闪烁

#include "stm32f4xx.h"//顶层头文件
#include "led.h"
#include "delay.h"int main ()
{delay_init(168);//此模板默认设置是168LED_Init();//初始化ledwhile(1){GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);//输出高电平，熄灭delay_ms(500);GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);//输出高电平，点亮delay_ms(500);}
}

函数快速跳转：双击函数，右键点击Go To Definition Of ’ ’

二、寄存器版本

操作步骤与库函数版本一致，在led.h输入如下代码：

#ifndef __LED_H
#define __LED_Hvoid LED_Init(void);     #endif

在led.c中写寄存器的led初始化函数

1、使能IO口时钟

配置相关寄存器寄存器RCC->AHB1ENR,打开STM32F4XX中文参考手册的6.3.12 小节RCC AHB1 外设时钟使能寄存器，可以看到GPIOF在标号的第5位，设置为1使能IO端口F时钟，其他位不变

RCC->AHB1ENR |= 1<<5;

2、初始化IO口模式

配置四个配置寄存器 GPIOx_MODER/ GPIOx_OTYPER/ GPIOx_OSPEEDR/ GPIOx_PUPDR；打开STM32F4XX中文参考手册的7.4.1小节可以看到控制IO口的9和10，设置为01：通用输出模式

GPIOF->MODER &= ~(3<<2*9);//第18和19位的MODE寄存器清零其他位不变,11左移18位然后取反按位与
GPIOF->MODER |= 1<<(2*9);//清零的18和19位置为 01其他位不变，01左移18位后按位或

OSPEEDR和PUPDR寄存器同MODER寄存器一样都是32位寄存器，配置方式相同，OTYPER是16位寄存器，有一点不同

设置0为输出推挽

3、操作IO口，输出高低电平

配置寄存器GPIOX_ODR或者BSRRL/BSRRH。

1拉高，0拉低

GPIOF->ODR |= 1<<9;//拉高
GPIOF->ODR &= ~(1<<9);//拉低.用&

在led.c文件中的代码：

#include "stm32f4xx.h"
//LED IO初始化
void LED_Init(void)
{        RCC->AHB1ENR |= 1<<5;//通过寄存器使能GPIOF时钟，GPIOF在寄存器的第六位，所以将1左移5位，其他不变//PF9GPIOF->MODER &= ~(3<<2*9);//第18和19位的MODE寄存器清零其他位不变,11左移18位然后取反按位与GPIOF->MODER |= 1<<(2*9);//清零的18和19位置为 01其他位不变，01左移18位后按位或GPIOF->OSPEEDR &= ~(3<<2*9);//清零GPIOF->OSPEEDR |= 2<<(2*9);//10,50HZGPIOF->PUPDR &= ~(3<<2*9);//清零GPIOF->PUPDR |= 1<<(2*9);//01,上拉GPIOF->OTYPER &= ~(1<<9);//清零GPIOF->OTYPER |= 0<<9;//输出推挽GPIOF->ODR |= 1<<9;//拉高//GPIOF->ODR &= ~(1<<9);//拉低.用&//PF10GPIOF->MODER &= ~(3<<2*10);//第18和19位的MODE寄存器清零其他位不变,11左移18位然后取反按位与GPIOF->MODER |= 1<<(2*10);//清零的18和19位置为 01其他位不变，01左移18位后按位或GPIOF->OSPEEDR &= ~(3<<2*10);//清零GPIOF->OSPEEDR |= 2<<(2*10);//10,50HZGPIOF->PUPDR &= ~(3<<2*10);//清零GPIOF->PUPDR |= 1<<(2*10);//01,上拉GPIOF->OTYPER &= ~(1<<10);//清零GPIOF->OTYPER |= 0<<10;//输出推挽GPIOF->ODR |= 1<<10;//拉高
}

主函数的代码为：

#include "stm32f4xx.h"//顶层头文件
#include "led.h"
#include "delay.h"int main ()
{delay_init(168);//初始化时钟,此模板默认设置是168LED_Init();//初始化ledwhile(1){GPIOF->ODR &= ~(1<<9);//拉低GPIOF->ODR |= 1<<10;//拉高delay_ms(500);GPIOF->ODR |= 1<<9;//拉高GPIOF->ODR &= ~(1<<10);//拉低delay_ms(500);}
}

烧录进开发板后看到两个LED交替闪烁

三、位操作

前两步使能IO口时钟和初始化IO口模式操作跟前面一样，只是在操作IO口，输出高低电平时使用位带操作。
只需要修改主函数：

#include "stm32f4xx.h"//顶层头文件
#include "led.h"
#include "delay.h"int main ()
{delay_init(168);//初始化延时函数,此模板默认设置是168LED_Init();//初始化ledwhile(1){PFout(9) = 1;//拉高PFout(10) = 1;//拉高delay_ms(500);PFout(9) = 0;//拉低PFout(10) = 0;//拉低delay_ms(500);}
}

这里的PFout(9)和PFout(10)可以简单理解为GPIOF寄存器第9和10端口的另一个地址，与寄存器上32个地址一一对应，他们之间是映射关系中间通过进行转换。
关于如何转换可看工程代码SYSTEM文件夹下的sys.h头文件查看宏定义