STM32 開發(fā)板入門教程 (一) GPIO

這個章節(jié)我們將學習最基本的 STM32 的 GPIO 的應用. 我們將分為兩個章節(jié)來學習.

第一部份: GPIO 的基本應用和 IO 口的配置
第二部份: 外部中斷的使用

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1: 設計要求:
開發(fā)板上有 2 個 LED,我們的目的為有規(guī)律的點亮 LED1 和 LED2. 當按鍵按下去的時候所有的燈滅, 等待 2 秒鐘后恢復有規(guī)律的點亮.

2: 硬件電路:



3: 軟件程序設計:
(1) 根據(jù)要求配置 GPIOA 中的 PA0,PA1 為輸出, PA3, PA8 為輸入
對于下面程序中的GPIO_InitStructure.GPIO_Speed 和 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode 推薦大家看下面兩篇文章.

STM32 GPIO的十大優(yōu)越功能綜述
備注: 當STM32的GPIO端口設置為輸出模式時，有三種速度可以選擇：2MHz、10MHz和50MHz，這個速度是指I/O口驅(qū)動電路的速度，是用來選擇不同的輸出驅(qū)動模塊，達到最佳的噪聲控制和降低功耗的目的。

STM32 GPIO端口的輸出速度設置
備注: 共有8種模式，可以通過編程選擇：
1. 浮空輸入
2. 帶上拉輸入
3. 帶下拉輸入
4. 模擬輸入
5. 開漏輸出——(此模式可實現(xiàn)hotpower說的真雙向IO)
6. 推挽輸出
7. 復用功能的推挽輸出
8. 復用功能的開漏輸出
模式7和模式8需根據(jù)具體的復用功能決定。


void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;


GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure);


GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure);
}

(2) 打開 GPIOA 的時鐘, 因為 STM32 是一個低功耗的 MCU , 每一個你使用的外圍設備都需要單獨開啟時鐘, 如果不開啟將不能使用, 這個也是對于 STM32 初學者容易疏忽的地方


RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |
RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

STM32共有5種時鐘源，其中三種不同的時鐘源可用作為驅(qū)動系統(tǒng)時鐘（SYSCLK）；
1、HSI 由內(nèi)部8MHz RC振蕩器產(chǎn)生，它是可以直接用來作為系統(tǒng)時鐘或經(jīng)2分頻后作為PLLSRC輸入。
HIS時鐘頻率在出廠時被校準在1%（25°C），在系統(tǒng)復位時，工廠校準值會被裝載到時鐘控制寄存器的HISCAL[7..0] 位。
用戶可以通過更改HISCAL[4..0]來調(diào)整HSI頻率。
另外時鐘寄存器中有一個HSIRDY位用來指示HSI RC是不穩(wěn)定工作，在時鐘啟過后，直到這個標志位置被硬件置1后，HSI RC時鐘才被輸出。
HSI RC時鐘還可以用時鐘寄存器中的HSION位來啟動和關閉。

HSI時鐘同時也是HSE晶體蕩振器的備用時鐘源。

使用HSE時鐘，程序設置時鐘參數(shù)流程：
1、將RCC寄存器重新設置為默認值RCC_DeInit;
2、打開外部高速時鐘晶振HSERCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
3、等待外部高速時鐘晶振工作HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
4、設置AHB時鐘RCC_HCLKConfig;
5、設置高速AHB時鐘RCC_PCLK2Config;
6、設置低速速AHB時鐘RCC_PCLK1Config;
7、設置PLLRCC_PLLConfig;
8、打開PLLRCC_PLLCmd(ENABLE);
9、等待PLL工作while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
10、設置系統(tǒng)時鐘RCC_SYSCLKConfig;
11、判斷是否PLL是系統(tǒng)時鐘while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
12、打開要使用的外設時鐘RCC_APB2PeriphClockCmd()/RCC_APB1PeriphClockCmd()


具體設置請參考下面的文章

STM32時鐘系統(tǒng)與軟件配置

STM32的時鐘系統(tǒng)分析

STM32 的時鐘與RTC


(3) 設置外部中斷, 所有的 GPIO 口都可以作為外部中斷源. 具體可以參考下面這篇文章.

STM32中外部中斷與外部事件


GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource3);

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line3;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(EXTI_InitStructure);

同樣不要忘記打開時鐘, 我們在打開 PA 口的時候已經(jīng)加上了 RCC_APB2Periph_AFIO, 這里再提醒大家一下.

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |
RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

最后就是編寫外部中斷入口函數(shù).
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
int i;

if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line9) != RESET)
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);

for(i=0;i<=8000000;i++);

GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);

for(i=0;i<=1000000;i++)



EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
}
}

不要忘記在中斷函數(shù)處理完成后清掉標志位,不然會不停的進入中斷.

(4) 編譯與調(diào)試
我們已經(jīng)完成所有程序編寫部份, 接下來就是將工程編譯成功后下載到我們的 Mini-STM32 開發(fā)板中進行調(diào)試和仿真.
如果看到 LED 有規(guī)律的點亮和熄滅, 按下按鈕后 LED 先是一起熄滅, 在一起點亮, 然后恢復有規(guī)律的點亮這個過程, 說明我們已經(jīng)達到我們的設計目標.