嵌入式实验---实验一 通用GPIO实验

一、实验目的

1、掌握STM32F103 GPIO程序设计流程；

2、熟悉STM32固件库的基本使用。

二、实验原理

1、通过按键实现：按键按下，LED点亮；按键释放，LED熄灭。

三、实验设备和器材

电脑、Keil uVision5软件、Proteus 8 Professional软件

四、实验内容和步骤

4.1 代码开发

按照书本中实验流程在Keil中完成GPIO实验的代码开发；

4.2 原理图设计

在Proteus中完成原理图的设计，如图1所示。

图1 GPIO实验原理图

五、实验记录和实验结果

5.1 实验效果记录（附照片即可）

5.2 实验效果说明

单击Proteus左下方的仿真运行图标后，工程仿真运行效果如上图所示，当按键BUTTON1弹起释放时，LED呈现黑色表示熄灭状态。当按键BUTTON1被按下时，LED被点亮变成黄色。

六、实验预习要求

1. 实验前认真阅读本实验指导；
2. 熟悉书本中相关操作及相关器件。
3. 完成5.1和5.2内容。

七、思考题

1. GPIO常用的功能有哪些

1. 数字输入：用于接收外部数字信号，例如传感器的数据、按钮的状态等。

1. 数字输出：用于向外部设备发送数字信号，例如控制LED灯、驱动电机等。

1. 模拟输入：有些GPIO引脚还具有模拟输入功能，可以接收模拟信号，例如模拟传感器的输出。

1. 模拟输出：有些GPIO引脚还具有模拟输出功能，可以输出模拟信号，例如控制模拟电路中的某些参数。

1. 中断控制：可以配置GPIO引脚触发中断，以便在外部事件发生时及时通知处理器。

1. PWM输出：某些GPIO引脚支持脉冲宽度调制（PWM）输出，用于控制电机速度、调节背光亮度等应用。

1. 串行通信：部分GPIO引脚还可以配置为串行通信接口，例如SPI、I2C、UART等。

2、使用GPIO引脚的配置流程

1. 选择合适的硬件平台和开发环境：硬件平台可以是树莓派、Arduino、ESP8266/ESP32等。开发环境可能涉及到Arduino IDE、PlatformIO、树莓派的Raspbian系统等。

1. 了解硬件的GPIO引脚分布：确定要使用的具体GPIO引脚编号。不同的平台和开发板可能有不同的引脚编号和功能分配，需要查阅相应的文档。

1. 初始化GPIO引脚：在大多数情况下，需要初始化引脚，以确定它们是输入还是输出，以及它们的初始状态（高电平或低电平）。

1. 配置引脚的输入输出模式：如果要将引脚配置为输入模式，通常需要设置输入电阻（上拉或下拉）。如果要将引脚配置为输出模式，通常需要设置输出电平（高或低）。

1. 编写和加载代码：使用选定的编程语言（例如C/C++、Python等）编写控制GPIO引脚的程序。编译或解释代码，并将其加载到硬件平台中。

1. 测试和调试：将程序加载到硬件平台后，通过连接到引脚的传感器、LED等外部设备来测试GPIO引脚的功能。如果有必要，进行调试以确保引脚按预期工作。

1. 维护和更新：随着项目的发展，可能需要修改GPIO引脚的配置或功能。根据需要更新代码，并进行相关测试。