MCU点灯实验小结

2024-06-27 20:10 由 Rice_rice 发表于 #操作系统

设备采用芯片：STM32F407ZET6

4个LED灯，网络标号分别为LED0 ,LED1,FSMC D10,FSMC D11。对应的引脚号分别为PF9,PF10,PE12,PE13。

GPIO外设基本概念

General-Purpose Input Output，通用型输入输出的，也简称I/O口，有时也简写为IO口。用于电信号的传递，以实现与外部器件的通信、控制外部器件或者采集外部器件数据的功能。（在本次所用芯片中，共有114个GPIO引脚。）

对于MCU设备和传感器之间，一般采用TTL电平信号，即传输的电平信号>2.4V就表示高电平，<0.4V就表示低电平。（另外还有RS232和RS485标准）

一般IO口的命名是由P(Pin)开头，分为很多组(端口)，以字母A_{H来命名，每个组(端口)有16个引脚，引脚的编号为0}15，所以如端口A引脚范围： PA0 ~ PA15 端口B引脚范围：PB0~PB15。

第一步 . 查找相应部分的原理图

第二步 .分析原理图

如上图所示，该处发光二极管为单向导电性，输出电平信号0才能使电路走通。如果输出电平信号1，则二极管两端电压平衡，无法形成电流。

发光二极管需要单独深入学习。

第三步 . 程序设计

1. 亮灯代码实例部分展示：

//1.定义变量
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructureF;//F端口
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructureE;//E端口
int main()//中文注释
{
	//2.时钟控制
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
	
   //3.设置结构体变量 F端口
   GPIO_InitStructureF.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_9| GPIO_Pin_10;
   GPIO_InitStructureF.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
   GPIO_InitStructureF.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽模式PP（都可以输出），开漏输出OD（只能输出低电平）
   GPIO_InitStructureF.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
   GPIO_InitStructureF.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructureF);
	
   //3.设置结构体变量 E端口
   GPIO_InitStructureE.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14;
   GPIO_InitStructureE.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
   GPIO_InitStructureE.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
   GPIO_InitStructureE.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
   GPIO_InitStructureE.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
   GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructureE);
	 while (1)
   {
	   //亮灯
     GPIOF->BSRRL =GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10| GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14;
     GPIOE->BSRRL = GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14;
	return 0;
}

2. 代码拆分：

定义外设的结构体变量

GPIO外设结构体原型及代表含义如下：

typedef struct
{
  uint32_t GPIO_Pin;              
    //指定要配置的GPIO引脚。此参数可以是以下参数之一，设置与引脚号对应的编号
    /*
#define GPIO_Pin_0                 ((uint16_t)0x0001)  
#define GPIO_Pin_1                 ((uint16_t)0x0002) 
...
#define GPIO_Pin_15                ((uint16_t)0x8000)  
#define GPIO_Pin_All               ((uint16_t)0xFFFF)  
...
*/

  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;     
    // 指定选定引脚的操作模式，设置为以下参数之一
    /*
  GPIO_Mode_IN   = 0x00, //输入模式，用得较多
  GPIO_Mode_OUT  = 0x01, //输出模式，用的最多
  GPIO_Mode_AF   = 0x02, //复用模式，偶尔用
  GPIO_Mode_AN   = 0x03  //模拟模式
    */

  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;   
    // 指定选定引脚的速度，设置为以下参数之一，输出速度指的是引脚电平的翻转速度，如果选择高速，则会增加功耗和噪声。
    /*
  GPIO_Low_Speed     = 0x00, //2MHz
  GPIO_Medium_Speed  = 0x01, //25MHz
  GPIO_Fast_Speed    = 0x02, //50MHz
  GPIO_High_Speed    = 0x03  //100MHz
    */
                                       
  GPIOOType_TypeDef GPIO_OType;  
    //指定选定引脚的操作输出类型，设置为以下参数之一
    /*
  GPIO_OType_PP = 0x00, //推挽输出，可以输出高和低电平
  GPIO_OType_OD = 0x01  //开漏输出，只能输出低电平，不能输出高电平
    */

  GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd;     
    //指定选定接点的操作上拉/下拉，即GPIO引脚的内部电阻，设置为以下参数之一
   /*
  GPIO_PuPd_NOPULL = 0x00,
  GPIO_PuPd_UP     = 0x01,//上拉电阻，当外部没有电平输入或输出时，可以给GPIO引脚一个默认的高电平状态
  GPIO_PuPd_DOWN   = 0x02//下拉电阻，当外部没有电平输入或输出时，可以给GPIO引脚一个默认的低电平状态
   */
    }GPIO_InitTypeDef;

时钟控制

打开GPIO的外设时钟

 //函数原型
 void RCC_AHB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState)；
 //用法示例
 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);

因为STM32属于低功耗的MCU，而为了降低功耗，所以STM32的MCU在复位之后默认会关闭绝大多数的外设的时钟，所以用户想要使用MCU内部的某个外设，就必须打开该外设的时钟（clock）。

对GPIO外设的初始化结构体中成员进行赋值

根据GPIO外设结构体原型，对每一个结构体成员进行赋值，解释如下：

GPIO_InitStructureE.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14;//对13和14引脚进行操作
GPIO_InitStructureE.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//输出模式
GPIO_InitStructureE.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructureE.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//设置速率，默认选最高
GPIO_InitStructureE.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

通过init函数对把GPIO结构体中的值写入到GPIO端口寄存器，完成初始化

 //函数原型
 void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)；
 //用法示例
 GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);