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STM32_GPIO配置及库函数讲解—LED跑马灯

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楼主
ID:89763 发表于 2015-9-10 00:59 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 liuzhu 于 2015-9-10 01:18 编辑

gpio general-purpose input/output   通用输入/输出端口

GPIO寄存器缩写列表
GPIO 端口的每个位可以由软件分别配置成多种模式。




复位期间和刚复位后,复用功能未开启,I/O 端口被配置成浮空输入模式。

LED硬件连接如下图所示:高电平点亮LED



要想成功点亮一个LED,程序所需如下步骤:(必须的

第一步:配置系统时钟。见STM32F103x RCC寄存器配置


除此之外,还需将GPIO外设时钟打开。


    /* Enable GPIOC clock */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    第二步:配置中断向量表。决定将程序下载到RAM中还是FLASH中。以后讲。

void NVIC_Configuration(void)
{
#ifdef  VECT_TAB_RAM                 //VECT_TAB_RAM没在程序中定义,所以将程序下载到Flash中
  /* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else  /* VECT_TAB_FLASH  */
  /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);   
#endif
}
第三步:配置GPIO的模式。输入模式还是输出模式。本章重点。void GPIO_Configuration(void)
    {
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

      /* Configure PC.06, PC.07, PC.08 and PC.09 as Output push-pull */
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
      GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
    }
其实,使用GPIO十分简单,只需填写如下结构体的成员变量typedef struct
    {
      u16 GPIO_Pin;                   //哪个管脚
      GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;   //如果是输出模式的话,还需要设置速度
      GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;     //管脚的类型
    }GPIO_InitTypeDef;
然后,调用GPIO_Init函数,GPIO的模式就配置好了。当然,对于使用者来说,GPIO_Init函数相当于“黑匣子”,我们不知道其内部是怎样实现的,执行完步骤三。我们就可以向该管脚写1还是写0了。提示GPIO_Init设计的比较巧妙,大家有兴趣的话可以跟踪调试,将该函数中的变量添加到watch窗口,看看GPIO相关寄存器是怎样变化的。第四步:向指定Port指定Pin,写1还是写0。上述原理图中LED都是高电平点亮。需要介绍两个库函数。v GPIO_SetBits        向指定Port指定Pin写1:void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
    {
      /* Check the parameters */
      assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
      assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  
      GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
    }
涉及到GPIO_BSRR寄存器,如下所示



又牵扯到GPIOx_ODR,如下所示
v GPIO_ResetBits        向指定Port指定Pin写0:
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  
  GPIOx->BRR = GPIO_Pin;
}
涉及到GPIO_BRR寄存器,如下所示




经过上面4步,就可以成功驱动LED。


下面给出LED跑马灯程序:
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x_lib.h"

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void RCC_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void Delay(vu32 nCount);

/*******************************************************************************
* Function Name  : main
* Description    : Main program.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
#ifdef DEBUG
  debug();
#endif
  
  /* Configure the system clocks */
  RCC_Configuration();
   
  /* NVIC Configuration */
  NVIC_Configuration();
  
  /* Configure the GPIO ports */
  GPIO_Configuration();
  
  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
    GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);//点亮LED1
    Delay(1000000);
    Delay(1000000);//多点亮一会,使人能看到LED的确切变化
    GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);//熄灭LED1
   
    GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7);//点亮LED2
    Delay(1000000);
    Delay(1000000);
    GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_7);//熄灭LED2
   
    GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_8);//点亮LED3
    Delay(1000000);
    Delay(1000000);
    GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_8);//熄灭LED3
   
    GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_9);//点亮LED4
    Delay(1000000);
    Delay(1000000);
    GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_9);//熄灭LED4
  }
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : RCC_Configuration
* Description    : Configures the different system clocks.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
  ErrorStatus HSEStartUpStatus;
  
  /* RCC system reset(for debug purpose) */
  RCC_DeInit();

  /* Enable HSE */
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

  /* Wait till HSE is ready */
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

  if (HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

    /* Flash 2 wait state */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);
  
    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

    /* PCLK1 = HCLK/2 */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

    /* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

    /* Enable PLL */
    RCC_PLLCmd(ENABLE);

    /* Wait till PLL is ready */
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) {}

    /* Select PLL as system clock source */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

    /* Wait till PLL is used as system clock source */
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) {}
  }
  
  /* Enable GPIOC clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : NVIC_Configuration
* Description    : Configures Vector Table base location.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void NVIC_Configuration(void)
{
#ifdef  VECT_TAB_RAM  
  /* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else  /* VECT_TAB_FLASH  */
  /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);   
#endif
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : GPIO_Configuration
* Description    : Configures the different GPIO ports.
* Input          : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void GPIO_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  /* Configure PC.06, PC.07, PC.08 and PC.09 as Output push-pull */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}

/*******************************************************************************
* Function Name  : Delay
* Description    : Inserts a delay time.
* Input          : nCount: specifies the delay time length.
* Return         : None
*******************************************************************************/
void Delay(vu32 nCount)
{
  for(; nCount != 0; nCount--);
}

#ifdef  DEBUG
/*******************************************************************************
* Function Name  : assert_failed
* Description    : Reports the name of the source file and the source line number
*                  where the assert_param error has occurred.
* Input          : - file: pointer to the source file name
*                  - line: assert_param error line source number
* Return         : None
*******************************************************************************/
void assert_failed(u8* file, u32 line)
{
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
       ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */

  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
  }
}
#endif


如何调试:在while (1)处设个断点。

执行完GPIO_Configuration函数后,观察GPIO_CRL和GPIO_CRH寄存器,可以看到:


每个管脚模式配置由GPIO_CRL或GPIO_CRH中的4位决定,例如:PC6管脚由GPIO_CRL中的MODE6[1:0]和CNF6[1:0]这4位决定,其他的以此类推。

涉及到GPIO_CRL寄存器,如下所示




   
因为MODE6[1:0]=11,查看上述表格,可以得出PC6是输出模式,且最大速度是50MHZ。由于CNF6[1:0]=00且为输出模式,所以以通用推挽输出模式使用输出驱动器。





执行完GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);                //点亮LED1,可以看到:GPIO_ODR的ODR6=1

执行完GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);                //熄灭LED1,可以看到:GPIO_ODR的ODR6=0

其他管脚如此类推。




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