正点原子HAL库入门1~GPIO

探索者F407ZGT6(V3)

理论基础

IO端口基本结构

F4/F7/H7系列的IO端口

• F1在输出模式，禁止使用内部上下拉
  F4/F7/H7在输出模式，可以使用内部上下拉
• 不同系列IO翻转速度不同

F1系列的IO端口

施密特触发器：将非标准方波，整形为方波

• 当输入电压高于正向值电压，输出为高；
• 当输入电压低于负向值电压，输出为低；
• 当输入在正负向值电压之间，输出不改变
  

MOS管：压控型元件，控制栅源电压(Vgs = Vg - Vs)实现导通/关闭

• P导通：Vgs<0
• N导通：Vgs>0

GPIO八种模式

GPIO八种模式	特点及应用
输入浮空	输入用，完全浮空，空闲时（高阻态）状态由外部环境决定
输入上拉	输入用，空闲时呈现高电平
输入下拉	输入用，空闲时呈现低电平
模拟功能	输入用， ADC、 DAC
开漏输出	输出用，不能输出高电平（除非有上拉），软件IIC的SDL、SCL等
开漏式复用功能	输出用，同上，由其他外设控制输出
推挽输出	通用输出，可输出高低电平，驱动能力强，25mA (max)
推挽式复用功能	输出用，同上，由其他外设控制输出

输入浮空

上拉电阻关闭；下拉电阻关闭；施密特触发器打开；双MOS管不导通

输入上拉

上拉电阻打开；下拉电阻关闭；施密特触发器打开；双MOS管不导通

输入下拉

上拉电阻关闭；下拉电阻打开；施密特触发器打开；双MOS管不导通

模拟功能

上拉电阻关闭；下拉电阻关闭；施密特触发器关闭；双MOS管不导通

开漏输出

上拉电阻关闭；下拉电阻关闭；施密特触发器打开；P-MOS管始终不导通
向ODR对应位，写0则N-MOS管导通，写1则N-MOS管不导通

开漏式复用功能

上拉电阻关闭；下拉电阻关闭；施密特触发器打开；P-MOS管始终不导通

推挽输出

上拉电阻关闭；下拉电阻关闭；施密特触发器打开
向ODR对应位，写0则N-MOS管导通，写1则P-MOS管导通

推挽式复用功能

上拉电阻关闭；下拉电阻关闭；施密特触发器打开

实验

实验工程资源

实验工程资源

LED0闪烁

led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H#include "./SYSTEM/sys/sys.h"/* Íⲿ½Ó¿Úº¯Êý*/
void led_init(void);                                                                            /* ³õʼ»¯ */#endif

led.c

#include "./BSP/LED/led.h"void led_init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();		//PF9												gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_9;			               gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;           gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                   gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;          	HAL_GPIO_Init(GPIOF,&gpio_init_struct);HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//Initialize dark
}

stm32f4xx_hal_gpio.h

#define  GPIO_MODE_INPUT                        MODE_INPUT                                               /*!< Input Floating Mode                   */
#define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP                    (MODE_PP | MODE_OUTPUT)                                  /*!< Output Push Pull Mode                 */
#define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD                    (MODE_OD | MODE_OUTPUT)                                  /*!< Output Open Drain Mode                */
#define  GPIO_MODE_AF_PP                        (MODE_PP | MODE_AF)                                      /*!< Alternate Function Push Pull Mode     */
#define  GPIO_MODE_AF_OD                        (MODE_OD | MODE_AF)                                      /*!< Alternate Function Open Drain Mode    */#define  GPIO_MODE_ANALOG                       MODE_ANALOG                                              /*!< Analog Mode  */#define  GPIO_MODE_IT_RISING                    (EXTI_MODE | GPIO_MODE_IT | RISING_EDGE)                 /*!< External Interrupt Mode with Rising edge trigger detection          */
#define  GPIO_MODE_IT_FALLING                   (EXTI_MODE | GPIO_MODE_IT               | FALLING_EDGE)  /*!< External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection         */
#define  GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING            (EXTI_MODE | GPIO_MODE_IT | RISING_EDGE | FALLING_EDGE)  /*!< External Interrupt Mode with Rising/Falling edge trigger detection  */#define  GPIO_MODE_EVT_RISING                   (EXTI_MODE | GPIO_MODE_EVT | RISING_EDGE)                /*!< External Event Mode with Rising edge trigger detection               */
#define  GPIO_MODE_EVT_FALLING                  (EXTI_MODE | GPIO_MODE_EVT               | FALLING_EDGE) /*!< External Event Mode with Falling edge trigger detection              */
#define  GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING           (EXTI_MODE | GPIO_MODE_EVT | RISING_EDGE | FALLING_EDGE) /*!< External Event Mode with Rising/Falling edge trigger detection       */

• GPIO_MODE_INPUT: 输入浮空模式，该引脚可以作为输入使用，但其输出值是不确定的。
• GPIO_MODE_OUTPUT_PP 和 GPIO_MODE_AF_PP: 推挽输出模式，这种模式下，引脚始终是输出高电平或低电平，除非明确要求改变。
• GPIO_MODE_OUTPUT_OD 和 GPIO_MODE_AF_OD: 开漏输出模式，这种模式下，引脚可以输出高电平或低电平，但当输出高电平时，它实际上是在请求一个低电平。
• GPIO_MODE_ANALOG: 模拟模式，该引脚可以读取模拟信号。
• GPIO_MODE_IT_RISING, GPIO_MODE_IT_FALLING, 和 GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING: 外部中断模式，在这种模式下，当引脚的电平发生改变时（上升沿、下降沿或者两者都发生），会触发一个中断。
• GPIO_MODE_EVT_RISING, GPIO_MODE_EVT_FALLING, 和 GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING: 外部事件模式，在这种模式下，当引脚的电平发生改变时（上升沿、下降沿或者两者都发生），会触发一个事件，但不会中断程序流程。

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"int main(void)
{HAL_Init();                         /* Initialize HAL lib*/sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* set clock 168Mhz */delay_init(168);                    /* delay initialize */led_init();                         /* LED initialize */while(1){
// way1
//        HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);     /* LED0 on */
//        delay_ms(200);
//        HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);       /* LED0 off */
//        delay_ms(200);//way2HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF,GPIO_PIN_9);		//reversedelay_ms(200);}
}

跑马灯

按键控制LED0

led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H#include "./SYSTEM/sys/sys.h"void led_init(void);                                                                          #endif

led.c

#include "./BSP/LED/led.h"void led_init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();					//PF9gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_9;			               gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;            gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;          HAL_GPIO_Init(GPIOF, &gpio_init_struct);       					HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);//Initialize dark
}

key.h

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H#include "./SYSTEM/sys/sys.h"void key_init(void);                                                                           
uint8_t key_scan(void);#endif

key.c

#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"void key_init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();		//PE2gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_2;			               gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;           gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);       					
}uint8_t key_scan(void)
{if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_2)==0){delay_ms(10);					//去除抖动if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_2)==0){while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE,GPIO_PIN_2)==0);return 1;					//yes}}return 0;							//no
}

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"int main(void)
{HAL_Init();                         /* Initialize HAL lib*/sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* set clock 168Mhz */delay_init(168);                    /* delay initialize */led_init();                         /* LED initialize */key_init();while(1){if(key_scan()){HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF,GPIO_PIN_9);		//reverse}else{delay_ms(10);}}
}

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