第3章STM32I/O應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)《嵌入式技術(shù)入門與實(shí)戰(zhàn)（基于STM32）》第3章STM32I/O應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)0102初識(shí)STM32的I/O口任務(wù)1GPIO實(shí)現(xiàn)跑馬燈的控制21、初識(shí)STM32的I/O口第3章STM32I/O應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)PartOneGPIO端口和引腳的概念，GPIO工作模式1、初識(shí)STM32的I/O口1.1STM32的I/0口定義1.2GPIO的工作模式和結(jié)構(gòu)41.1STM32的I/0口定義STM32的I/0口，又叫做GPIO（General-PurposeInputs/Outputs），是STM32數(shù)字輸入輸出的基本模塊，可以實(shí)現(xiàn)STM32與外部環(huán)境進(jìn)行數(shù)字交換。GPIO的引腳與外部硬件設(shè)備連接，可實(shí)現(xiàn)與外部通訊、控制外部硬件或者采集外部硬件數(shù)據(jù)的功能：借助GPIO，微控制器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍設(shè)備（如LED和按鍵等）最簡單、最直觀的監(jiān)控。當(dāng)微控制器沒有足夠的I/O引腳或片內(nèi)存儲(chǔ)器時(shí)，GPIO還可用于串行和并行通信、存儲(chǔ)器擴(kuò)展等。通用I/O端口GPIO51系列單片機(jī)有1個(gè)8位雙向并行I/O端口P0和3個(gè)8位準(zhǔn)雙向并行I/O端口P1~P3。?51系列單片機(jī)的端口和引腳？STM32的GPIO的每個(gè)端口組有16個(gè)引腳，STM32不同型號(hào)的芯片，具有不同的端口組和不同的引腳數(shù)量STM32F407微控制器有9組通用I/O端口，端口號(hào)用GPIOx（x是A、B、C、D、E、F、G、H、I）表示，即GPIOA、GPIOB、……GPIOI每組端口有16個(gè)引腳（0~15），引腳號(hào)分別用Px0、Px1、……Px15（x是A～I(xiàn)）表示1.2GPIO的工作模式GPIO端口的每個(gè)位（引腳）可以由軟件分別配置成多種模式。狀態(tài)配置模式HAL庫代碼中宏定義名稱通用輸出開漏(Push-Pull)GPIO_MODE_OUTPUT_PP推挽式(Open-Drain)GPIO_MODE_OUTPUT_OD復(fù)用功能輸出開漏(Push-Pull)GPIO_MODE_AF_PP推挽式(Open-Drain)GPIO_MODE_AF_OD輸入上拉輸入GPIO_MODE_INPUT，GPIO_PULLUP下拉輸入GPIO_MODE_INPUT，GPIO_PULLDOWN浮空輸入GPIO_MODE_INPUT，GPIO_NOPULL模擬輸入GPIO_MODE_ANALOG1.2.2GPIO端口位的基本結(jié)構(gòu)9GPIO不同工作模式下的電壓標(biāo)準(zhǔn)非模擬輸入模式端口能夠讀取當(dāng)前電平的高低，讀取電壓高低的范圍為5V/3.3V~0V。模擬輸入模式端口能夠讀取當(dāng)前電路的模擬電壓值，分辨率為4096（12bit），采集范圍為3.3V~0V。采集電壓盡可能不要超過3.3V，否則可能會(huì)對(duì)芯片產(chǎn)生損壞。通用輸出模式端口能夠輸出電平，控制輸出口的電壓范圍為3.3V~0V。 復(fù)用模式端口復(fù)用到芯片內(nèi)置的各種功能寄存器上，比如串口發(fā)送接收，SPI通信，Can總線等。這些寄存器沒有直接的輸出口，都是通過復(fù)用端口完成它們的功能。2、任務(wù)1GPIO實(shí)現(xiàn)跑馬燈的控制第3章STM32I/O應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)PartTwo了解應(yīng)用實(shí)例功能，GPIO工作模式的選擇，硬件設(shè)計(jì)2、任務(wù)1GPIO實(shí)現(xiàn)跑馬燈的控制2.1軟硬件設(shè)計(jì)2.2實(shí)現(xiàn)與代碼分析11122.1軟硬件設(shè)計(jì)基于嵌入式MCU設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)流水燈系統(tǒng)，具體要求：系統(tǒng)上電后，微控制器控制2個(gè)LED燈間隔200ms依次閃爍，并以此循環(huán)往復(fù)。13GPIO作為輸出的應(yīng)用芯片：STM32F407ZGT6實(shí)驗(yàn)板：正點(diǎn)原子探索開發(fā)套件實(shí)驗(yàn)板已實(shí)現(xiàn)了硬件電路，無需重新搭建。14硬件平臺(tái)條件硬件設(shè)計(jì)原理圖STM32芯片作為輸出的引腳：PF9、PF10LED連接硬件電路輸出狀態(tài)下的GPIO內(nèi)部配置推挽輸出模式下：1：P導(dǎo)通，輸出高0：N導(dǎo)通，輸出低開漏輸出模式下，0：N導(dǎo)通，輸出低高阻狀態(tài)：N不導(dǎo)通（P-MOS從不被激活）原理：輸出寄存器上的0激活N-MOS，而輸出寄存器上的1將激活P-MOS。推挽電路是兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù)。電路工作時(shí)，兩只對(duì)稱的功率開關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小、效率高。用途：可以輸出高、低電平，連接數(shù)字器件;特點(diǎn)：推拉式輸出級(jí)既提高電路的負(fù)載能力，又提高開關(guān)速度。17推挽輸出原理輸出寄存器上的0激活N-MOS，輸出低電平，輸出寄存器上的1將端口置于高阻狀態(tài)用途適合做電流型的驅(qū)動(dòng)特點(diǎn)：

利用外部電路的驅(qū)動(dòng)能力，減少IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)一般來說，開漏是用來連接不同電平的器件，匹配電平用的因?yàn)殚_漏引腳不連接外部的上拉電阻時(shí)，只能輸出低電平，如果需要同時(shí)具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過改變上拉電源的電壓，便可以改變傳輸電平，比如輸出5V開漏輸出功能：基于嵌入式MCU設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)流水燈系統(tǒng)。LED燈驅(qū)動(dòng)需要輸出高低電平，GPIO引腳的模式選擇推挽輸出模式GPIO作為輸出的應(yīng)用-模式選擇思考與練習(xí)◎簡述GPIO有哪幾種工作模式。◎分析推挽輸出和開漏輸出的區(qū)別。212.2實(shí)現(xiàn)與代碼分析掌握詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程，分析具體實(shí)現(xiàn)代碼第一步使用STM32CubeIDE新建工程第二步

使用STM32CubeMX完成時(shí)鐘配置第三步使用STM32CubeMX完成GPIO端口引腳初始化配置第四步導(dǎo)出工程第五步LED流水燈功能代碼編寫第六步下載調(diào)試2.2.1實(shí)現(xiàn)過程2.2.2代碼分析1)程序框架設(shè)計(jì)的程序可以采用“只執(zhí)行一次初始化函數(shù)，重復(fù)執(zhí)行功能函數(shù)”這種框架，如下所示：int

main(void)

{

//init()

while(1)

{

//test()

}

}

231)程序框架2)HAL庫函數(shù)HAL庫是ST推出的官方的固件庫，它將這些寄存器底層操作都封裝起來，提供一整套接口（API）供開發(fā)者調(diào)用，降低開發(fā)難度。用戶在開發(fā)過程中不需要詳細(xì)掌握寄存器的配置方法，只要知道調(diào)用哪些固件庫函數(shù)即可，只要掌握了固件庫開發(fā)思想，就大大降低了初學(xué)者入門的難度。寄存器標(biāo)準(zhǔn)庫HAL庫2）引腳控制的HAL庫函數(shù)1、HAL_GPIO_Init功能：GPIO初始化，每個(gè)引腳可獨(dú)立配置，也可同時(shí)傳入多個(gè)引腳進(jìn)行配置，包括GPIO工作模式、響應(yīng)速度等相關(guān)寄存器的配置。無返回值。函數(shù)原型voidHAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_InitTypeDef*GPIO_Init)26GPIO_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體內(nèi)容解析27成員含義配置選項(xiàng)Pin引腳號(hào)GPIO_PIN_0~GPIO_PIN_15（使用符號(hào)“|”進(jìn)行或運(yùn)算便可以合并）GPIO_PIN_All（一次初始化全部16個(gè)端口）Mode工作模式GPIO_MODE_INPUT（輸入，需進(jìn)一步配置）GPIO_MODE_OUTPUT_PP（推挽輸出）GPIO_MODE_OUTPUT_OD（開漏輸出）GPIO_MODE_AF_PP（復(fù)用推挽）GPIO_MODE_AF_OD（復(fù)用開漏）GPIO_MODE_ANALOG（模擬輸入）Pull上下拉電阻的選擇配置GPIO_NOPULL（無上下拉的浮空輸入）GPIO_PULLUP（上拉輸入）GPIO_PULLDOWN（下拉輸入）SpeedI/O口驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度，輸出模式下有效GPIO_SPEED_FREQ_LOW（2MHz）GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM（25MHz）GPIO_SPEED_FREQ_HIGH（50MHz）GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH（100MHz）本任務(wù)中，配置PF9、PF10為推挽輸出，無上下拉，速度2MHz2）引腳控制的HAL庫函數(shù)2、HAL_GPIO_ReadPin功能：從輸入數(shù)據(jù)寄存器（IDR）中讀取引腳狀態(tài)值，0或1，返回引腳狀態(tài)值“0”或“1”。函數(shù)原型：GPIO_PinStateHAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin)282）引腳控制的HAL庫函數(shù)3、HAL_GPIO_WritePin功能：向輸出數(shù)據(jù)寄存器（ODR）中寫入輸出狀態(tài)（0或1），無返回值函數(shù)原型：voidHAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,GPIO_PinStatePinState)4、HAL_GPIO_TogglePin293）GPIO初始化的代碼實(shí)現(xiàn)GPIO的初始化在STM32CubeMx中完成配置，會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化成初始化代碼30開啟外設(shè)時(shí)鐘31

__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();4）流水燈功能的實(shí)現(xiàn)在while(1)中無限循環(huán)執(zhí)行以下LED0/1交替亮滅，實(shí)現(xiàn)跑馬燈效果。32思考與練習(xí)◎?qū)τ趹?yīng)用案例，修改跑馬燈功能為全亮和全滅，調(diào)用HAL_GPIO_TogglePin函數(shù)實(shí)現(xiàn)3、GPIO的寄存器描述GPIO寄存器實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIO端口初始化配置和數(shù)據(jù)輸入輸出控制每個(gè)寄存器只能以32位（字）進(jìn)行訪問，不允許16位（半字）或8位（字節(jié)）訪問*GPIO配置寄存器GPIO端口模式寄存器GPIOx_MODERGPIO端口輸出類型寄存器GPIOx_OTYPERGPIO端口輸出速度寄存器GPIOx_OSPEEDRGPIO端口上拉/下拉寄存器GPIOx_PUPDR數(shù)據(jù)寄存器GPIO端口輸入數(shù)據(jù)寄存器GPIOx_IDRGPIO端口輸出數(shù)據(jù)寄存器GPIOx_ODR置位/復(fù)位寄存器GPIOx_BSRR鎖定寄存器GPIOx_LCKR復(fù)用功能選擇寄存器GPIO復(fù)用功能高位寄存器GPIOx_AFRHGPIO復(fù)用功能低位寄存器GPIOx_AFRLGPIO端口模式寄存器GPIOx_MODER36GPIO端口輸出類型寄存器GPIOx_OTYPER37GPIO端口輸出速度寄存器GPIOx_OSPEEDR38GPIO端口上拉/下拉寄存器GPIOx_PUPDR3940端口輸入數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_IDR)GPIO_PinStateHAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin){GPIO_PinStatebitstatus;/*Checktheparameters*/assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));if((GPIOx->IDR&GPIO_Pin)!=(uint32_t)GPIO_PIN_RESET){bitstatus=GPIO_PIN_SET;}else{bitstatus=GPIO_PIN_RESET;}returnbitstatus;}41端口輸出數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_ODR)42端口位設(shè)置/復(fù)位寄存器(GPIOx_BSRR)voidHAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,GPIO_PinStatePinState){/*Checktheparameters*/assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState));if(PinState!=GPIO_PIN_RESET){

GPIOx->BSRR=GPIO_Pin;}else{

GPIOx->BSRR=(uint32_t)GPIO_Pin<<16u;}}通用I/O(GPIO)說明事項(xiàng)復(fù)位期間和剛復(fù)位后:復(fù)用功能未開啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式(CNFx[1:0]=01b，MODEx[1:0]=00b)。當(dāng)作為輸出配置時(shí):寫到輸出數(shù)據(jù)寄存器上的值(GPIOx_ODR)輸出到相應(yīng)的I/O引腳?？梢砸酝仆炷Ｊ交蜷_漏模式使用輸出驅(qū)動(dòng)器。輸入數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_IDR)在每個(gè)APB2時(shí)鐘周期捕捉I/O引腳上的數(shù)據(jù)。所有GPIO引腳有一個(gè)內(nèi)部弱上拉和弱下拉，當(dāng)配置為輸入時(shí)，它們可以被激活，也可以不被激活所有端口都有外部中斷能力。為了使用外部中斷線，端口必須配置成輸入模式。單擊此處添加副標(biāo)題內(nèi)容謝謝聆聽44第3章STM32I/O應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)《嵌入式技術(shù)入門與實(shí)戰(zhàn)（基于STM32）》3、STM32系列微控制器3.1STM32內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.2STM32時(shí)鐘系統(tǒng)3.3STM32最小系統(tǒng)463.1STM32F407內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)圖473.2STM32時(shí)鐘系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)中，芯片內(nèi)部的時(shí)鐘系統(tǒng)是開發(fā)者必須要熟練掌握的內(nèi)核和任何片上外設(shè)都需要時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)，在開發(fā)設(shè)計(jì)中需要清晰的了解時(shí)鐘系統(tǒng)的配置方法。STM32的時(shí)鐘系統(tǒng)為了適應(yīng)不同的頻率需求，需要支持多種頻率，其時(shí)鐘系統(tǒng)比51單片機(jī)要復(fù)雜很多。48STM32F4的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)STM32有5個(gè)時(shí)鐘源:HSI、HSE、LSI、LSE、PLL49STM32F4的時(shí)鐘源HSIHSI是高速內(nèi)部時(shí)鐘，由內(nèi)部16MHzRC振蕩器生成可直接用作系統(tǒng)時(shí)鐘，或者用作為PLL的輸入。優(yōu)點(diǎn)是成本較低（無需使用外部組件），啟動(dòng)速度比HSE晶振快其精度不及外部晶振或陶瓷諧振器。HSEHSE是高速外部時(shí)鐘可接外部晶振/陶瓷諧振器，也可接外部用戶時(shí)鐘源可直接用作系統(tǒng)時(shí)鐘，或者用作為PLL的輸入。頻率范圍為4MHz~26MHz精度非常高。50STM32F4的時(shí)鐘源LSILSI是低速內(nèi)部時(shí)鐘，RC振蕩器可作為低功耗時(shí)鐘源在停機(jī)和待機(jī)模式下保持運(yùn)行，供獨(dú)立看門狗(IWDG)和自動(dòng)喚醒單元(AWU)使用?？勺鳛閷?shí)時(shí)時(shí)鐘外設(shè)(RTC)的時(shí)鐘源。時(shí)鐘頻率在32kHz左右。LSELSE是低速外部時(shí)鐘，接頻率為32.768kHz的晶振或陶瓷諧振器可作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘外設(shè)(RTC)的時(shí)鐘源來提供時(shí)鐘/日歷或其它定時(shí)功能具有功耗低且精度高的優(yōu)點(diǎn)。51STM32F4的時(shí)鐘源PLLPLL為鎖相環(huán)倍頻輸出，STM32F4具有兩個(gè)PLL：主PLL和專用PLL。主PLL（MainPLL）由HSE或HSI振蕩器提供時(shí)鐘信號(hào)，并具有兩個(gè)不同的輸出時(shí)鐘：第一個(gè)用于生成高速系統(tǒng)時(shí)鐘（最高達(dá)168MHz），第二個(gè)用于生成USBOTGFS的時(shí)鐘(48MHz)、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的時(shí)鐘(48MHz)和SDIO時(shí)鐘(48MHz)。專用PLL（PLLI2S）用于生成精確時(shí)鐘，從而在I2S接口實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)音頻性能。52STM32F4系統(tǒng)時(shí)鐘(SYSCLK)的選擇系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK是提供STM32中絕大部分部件工作的時(shí)鐘源，可來源于三個(gè)時(shí)鐘源：HSI、HSE、PLL在系統(tǒng)復(fù)位后，默認(rèn)系統(tǒng)時(shí)鐘為HSI。STM32F407的SYSCLK時(shí)鐘最大168MHz53STM32F4的時(shí)鐘輸出STM32共有兩個(gè)微控制器時(shí)鐘輸出(MCO)引腳，可以選擇一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出到MCO引腳上：MCO1引腳(PA8)，可選擇時(shí)鐘源：HSI、LSE、HSE、PLL

MCO2引腳(PC9)，可選擇時(shí)鐘源：HSE、PLL、系統(tǒng)時(shí)鐘、PLLI2SCLK54STM32F4的總線時(shí)鐘以太網(wǎng)PTP時(shí)鐘是使用系統(tǒng)時(shí)鐘AHB時(shí)鐘經(jīng)過SYSCLK時(shí)鐘分頻得來，最大頻率為168MHzAPB2高速時(shí)鐘、APB1低速時(shí)鐘經(jīng)過AHB時(shí)鐘分頻得來，最大頻率分別為168MHz、84MHz553.3STM32最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)是指僅包含必需的元器件，僅可運(yùn)行最基本軟件的簡化系統(tǒng)，也就是用最少的元件組成，但可以工作的系統(tǒng)。無論多么復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)，都可以認(rèn)為是由最小系統(tǒng)和擴(kuò)展功能組成。最小系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中復(fù)用率最高，也是最基本的功能單元。典型的最小系統(tǒng)包括：STM32微控制器芯片、電源、調(diào)試接口、復(fù)位電路、時(shí)鐘、存儲(chǔ)系統(tǒng)（可選）。56電源電路STM32F4微控制器使用單電源供電，工作電壓VDD要求介于1.8V到3.6V之間。同時(shí)通過內(nèi)部的一個(gè)嵌入式線性調(diào)壓器，可以給Cortex-M4內(nèi)核提供1.2V的工作電壓。通常正常電源為5V，可以采用轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)為3.3v后給芯片供電STM32F4芯片的電源引腳可連接電容以增強(qiáng)穩(wěn)定性57調(diào)試接口STM32的CoreSight調(diào)試系統(tǒng)支持JTAG

和SWD兩種接口標(biāo)準(zhǔn)，這兩種接口都要使用GPIO（普通I/O口）來供給調(diào)試仿真器使用。JTAG調(diào)試接口(JTAG-DP)提供5針標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口串行調(diào)試接口(SW-DP)提供2針(時(shí)鐘＋數(shù)據(jù))接口58復(fù)位電路復(fù)位電路的主要作用是把特殊功能寄存器的數(shù)據(jù)刷新為默認(rèn)數(shù)據(jù)。復(fù)位場(chǎng)景：單片機(jī)在運(yùn)算過程中由于干擾等外界原因造成寄存器中數(shù)據(jù)混亂不能使其正常繼續(xù)執(zhí)行程序（稱死機(jī)）或產(chǎn)生的結(jié)果不正確時(shí)均需要復(fù)位，以使程序重新開始運(yùn)行。單片機(jī)在剛上電時(shí)也需要復(fù)位電路,系統(tǒng)上電時(shí)復(fù)位電路

提供復(fù)位信號(hào)，直至電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)，以使單

片機(jī)能夠正常穩(wěn)定的工作。59時(shí)鐘系統(tǒng)一般在最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們會(huì)考慮選用外部時(shí)鐘源，以獲得更高的時(shí)鐘精度HSE外接晶振電路，晶振8MHz

LSE外接晶振電路，晶振32.768KHz60思考與練習(xí)STM32F4有哪些時(shí)鐘源信號(hào)？時(shí)鐘頻率分別是多少？STM32F4的系統(tǒng)時(shí)鐘的時(shí)鐘源有哪些？STM32最小系統(tǒng)包含哪些部分？請(qǐng)說明STM32F4的供電要求？STM32系統(tǒng)復(fù)位有哪些場(chǎng)景？STM32的時(shí)鐘源一般如何選擇？61單擊此處添加副標(biāo)題內(nèi)容謝謝聆聽62第3章STM32I/O應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)《嵌入式技術(shù)入門與實(shí)戰(zhàn)（基于STM32）》3、任務(wù)2按鍵點(diǎn)燈的控制與實(shí)現(xiàn)第3章STM32I/O應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)PartThree3、任務(wù)2按鍵點(diǎn)燈的控制與實(shí)現(xiàn)3.1GPIO輸入工作模式3.2GPIO作為輸入的應(yīng)用設(shè)計(jì)3.3實(shí)現(xiàn)與代碼分析653.4GPIO的寄存器描述3.1、GPIO輸入工作模式1、GPIO輸入工作模式模擬輸入1浮空輸入2上拉輸入3下拉輸入4輸入模式上拉、下拉和浮空輸入的內(nèi)部配置輸出緩沖器被禁止，施密特觸發(fā)器輸入被激活上拉電阻開關(guān)閉合接VDD，下拉電阻開關(guān)打開在引腳沒有外部輸入時(shí)，引腳被上拉至高電平，且保持高電平狀態(tài)69上拉輸入開關(guān)閉合下拉電阻開關(guān)閉合接GND，上拉電阻開關(guān)打開在引腳沒有外部輸入時(shí)，引腳被下拉至低電平，且保持低電平狀態(tài)70下拉輸入開關(guān)閉合輸入引腳即不接高電平，也不接低電平。由外部輸入決定引腳的狀態(tài)。71浮空輸入開關(guān)都打開關(guān)閉施密特觸發(fā)器，上拉和下拉電阻被禁止。72模擬輸入3.2、GPIO作為輸入的應(yīng)用設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)按鍵控制LED燈系統(tǒng)，具體要求：系統(tǒng)上電后，按下4個(gè)按鍵KEY0、KEY1、KEY2、WK_UP分別控制翻轉(zhuǎn)LED1與LED2的亮滅狀態(tài)74GPIO作為輸入的應(yīng)用芯片：STM32F407ZGT6實(shí)驗(yàn)板：正點(diǎn)原子探索開發(fā)套件實(shí)驗(yàn)板已實(shí)現(xiàn)了硬件電路，無需重新搭建。75硬件平臺(tái)條件按下按鍵時(shí)導(dǎo)通A端與B端；松開按鍵保持電路開路狀態(tài)76按鍵原理在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間一般為5ms～10ms。硬件消抖：在按鍵上并聯(lián)一個(gè)電容，利用電容的充放電特性來對(duì)抖動(dòng)過程中產(chǎn)生的電壓毛刺進(jìn)行平滑處理。軟件消抖：使用程序完成消抖任務(wù)。77按鍵消抖硬件設(shè)計(jì)原理圖KEY0→PE4，KEY1→PE3，KEY2→PE2、WK_UP→PA0按鍵連接硬件電路功能：基于嵌入式MCU設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)按鍵控制LED燈系統(tǒng)。KEY0→PE4:上拉輸入模式KEY1→PE3:上拉輸入模式KEY2→PE2:上拉輸入模式WK_UP→PA0:下拉輸入模式GPIO作為輸出的應(yīng)用-模式選擇思考與練習(xí)◎簡述GPIO有哪幾種輸入工作模式?！蚍治錾侠?、下拉和浮空輸入的區(qū)別。3.3、實(shí)現(xiàn)與代碼分析掌握詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過程，分析具體實(shí)現(xiàn)代碼3.3.1

實(shí)現(xiàn)過程第一步使用STM32CubeMX完成GPIO引腳初始化配置和工程代碼的生成第二步按鍵掃描和按鍵點(diǎn)燈代碼添加第三步下載調(diào)試3.3.2代碼分析1)GPIO引腳初始化代碼2）按鍵掃描代碼3）按鍵點(diǎn)燈代碼83GPIO引腳初始化代碼84按鍵掃描思路按鍵掃描代碼864、GPIO的寄存器描述GPIO寄存器GPIO寄存器實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIO端口初始化配置和數(shù)據(jù)輸入輸出控制每個(gè)寄存器只能以32位（字）進(jìn)行訪問STM3F40x芯片系列的GPIO寄存器：GPIO配置寄存器GPIO端口模式寄存器GPIOx_MODERGPIO端口輸出類型寄存器GPIOx_OTYPERGPIO端口輸出速度寄存器GPIOx_OSPEEDRGPIO端口上拉/下拉寄存器GPIOx_PUPDR數(shù)據(jù)寄存器GPIO端口輸入數(shù)據(jù)寄存器GPIOx_IDRGPIO端口輸出數(shù)據(jù)寄存器GPIOx_ODR置位/復(fù)位寄存器GPIO端口置位/復(fù)位寄存器GPIOx_BSRR鎖定寄存器GPIO端口配置鎖定寄存器GPIOx_LCKR復(fù)用功能選擇寄存器GPIO復(fù)用功能高位寄存器GPIOx_AFRHGPIO復(fù)用功能低位寄存器GPIOx_AFRL89GPIO端口模式寄存器GPIOx_MODER每個(gè)引腳2bit：MODEy[1:0]32bit可配置16個(gè)引腳，即1個(gè)端口PA0輸入模式的配置：GPIOA_MODER，MODER0[1:0]=00GPIO端口輸出類型寄存器GPIOx_OTYPER90每個(gè)引腳僅用1bit表示引腳輸出類型：OTy[0]，1個(gè)端口僅占用低16位，高16位保留PE5推挽輸出：在GPIOE_MODER中，MODER5[1:0]=01，在GPIOE_OTYPER中，OT5=0GPIO端口輸出速度寄存器GPIOx_OSPEEDR91每個(gè)引腳2bit：OSPEEDRy[1:0]32bit可配置16個(gè)引腳，即1個(gè)端口GPIO端口上拉/下拉寄存器GPIOx_PUPDR92每個(gè)引腳2bit：PUPDRy[1:0]，32bit可配置16個(gè)引腳，即1個(gè)端口PE3上拉輸入模式：在GPIOE_MODER中，MODER3[1:0]=00，在GPIOE_PUPDR中，PUPDR3[1:0]=01端口輸入數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_IDR)93GPIO_PinStateHAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin){GPIO_PinStatebitstatus;/*Checktheparameters*/assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));if((GPIOx->IDR&GPIO_Pin)!=(uint32_t)GPIO_PIN_RESET){bitstatus=GPIO_PIN_SET;}else{bitstatus=GPIO_PIN_RESET;}returnbitstatus;}每個(gè)引腳僅需1bit表示狀態(tài)“0”或“1”1個(gè)端口僅占用低16位，高16位保留：IDRy[15:0]94端口輸出數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_ODR)每個(gè)引腳僅需1bit表示狀態(tài)“0”或“1”1個(gè)端口僅占用低16位，高16位保留：ODRy[15:0]95端口位設(shè)置/復(fù)位寄存器(GPIOx_BSRR)voidHAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,GPIO_PinStatePinState){/*Checktheparameters*/assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState));if(PinState!=GPIO_PIN_RESET){

GPIOx->BSRR=GPIO_Pin;}else{

GPIOx->BSRR=(uint32_t)GPIO_Pin<<16u;}}每個(gè)引腳置位和復(fù)位各1bit，低16位為置位，高16位為復(fù)位1思考與練習(xí)◎如果通過寄存器配置PB4引腳的工作模式，請(qǐng)問如何配置？◎請(qǐng)分析HAL庫函數(shù)：HAL_GPIO_ReadPin、HAL_GPIO_WritePin、HAL_GPIO_TogglePin的代碼，對(duì)引腳的讀寫分別配置了哪些寄存器？單擊此處添加副標(biāo)題內(nèi)容謝謝聆聽97《嵌入式技術(shù)與應(yīng)用》

STM32的GPIO模塊-位操作

第3章STM32I/O應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)《嵌入式技術(shù)入門與實(shí)戰(zhàn)（基于STM32）》任務(wù)3STM32I/O的位帶操作實(shí)現(xiàn)01STM32存儲(chǔ)器的映射02位帶操作原理03位帶操作的應(yīng)用分析1、STM32存儲(chǔ)器的映射STM32存儲(chǔ)器的映射

4GB地址空間內(nèi)可尋址的存儲(chǔ)空間分為8個(gè)主要塊，每個(gè)塊為512MB。嵌入式SRAM包括：192KB系統(tǒng)SRAM、4KB備份SRAM系統(tǒng)SRAM：起始地址是0x20000000，分為三塊：映射在地址0x20000000的112KB和16KB塊，供所有AHB主控總線訪問。外設(shè)存儲(chǔ)器映射外設(shè)存儲(chǔ)器映射起始地址是0x40000000通過總線AHB、APB連接外設(shè)2、位帶操作原理GPIO輸出數(shù)據(jù)寄存器寫一位值控制其對(duì)應(yīng)的引腳狀態(tài)，普通的操作過程中需要3步驟：

1.

讀：讀取包含該位的字節(jié)數(shù)據(jù)

2.修改