STM32二刷学习笔记--GPIO

GPIO使用详解

在STM32开发中，GPIO（通用输入输出）是与外设接口的基础模块。通过GPIO，我们可以连接各种外部设备，如LED、按键、传感器等。

GPIO基本结构

第一次看这幅图的时候琢磨了很久,难搞的要死,极度劝退. 实际上,不要全看, 只要看一条条通道即可. 然后逐渐删除即可GPIO的基本结构包括输入输出电路、上拉/下拉电阻以及一些保护电路。

1. 保护二极管：用于防止电压过高或过低时对GPIO引脚造成损坏。
2. 上拉/下拉电阻：用于确保输入引脚在没有外部信号时能保持稳定电平。上拉电阻将输入引脚拉高，而下拉电阻则将输入引脚拉低。
3. 输入缓冲器：将引脚的电压信号转化为数字信号，防止电压不稳定。
4. 输出控制（MOSFET）：控制输出引脚的电平，通过P-MOS和N-MOS来实现高电平或低电平输出。

GPIO工作模式

GPIO可以配置为多种工作模式，每种模式都有不同的应用场景。以下是常见的GPIO模式：

输入咱们只看上一条路,二极管限压不用管,触发器就是防止电压抖动,不用管,就剩下个写入数据寄存器控制输入,只有一条线是不是很简单.两个上下拉电阻用来控制模式,两个电阻都不连浮空输入引脚悬空，则电平不确定;内部连接上拉电阻，悬空时默认高电平;内部连接下拉电阻，悬空时默认低电平 .没了
输出也很简单,直接一路输出,两个寄存器都可以使用.

简单示例

库函数本质上就是不断调用函数,先开启时钟,设置GPIO各种模式,调用输入输出模式

推挽输出LED闪烁

下面是一个简单的LED闪烁程序，它将GPIO引脚配置为推挽输出模式，使得LED每隔200ms闪烁一次。

#include "stm32f10x.h"                  // 设备头文件
#include "Delay.h"    

int main(void)
{
    /* 开启时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  // 开启GPIOA时钟

    /* GPIO初始化 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  // 定义结构体变量
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  // 配置为推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;         // 配置为引脚0
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 配置为50MHz速度
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);            // 初始化GPIOA

    /* 设置GPIO引脚的高低电平 */
    while (1)
    {
        Delay_ms(200);
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);   // 设置为高电平
        Delay_ms(200);
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 设置为低电平
    }
}

按键控制LED闪烁

以下代码演示了按键控制LED的闪烁功能。按键按下时，LED灯会开始闪烁。

#include "stm32f10x.h"                  // 设备头文件
#include "Delay.h" 
#include "led.h" 
#include "light.h" 

uint8_t LightNum;
int main(void)
{
    LED_Init();
    LIGHT_Init();
    while (1)
    {
        LightNum = LIGHT_GetNum();  // 获取按键状态
        if (LightNum == 1)
        {
            LED1_Turn();  // 按键按下，切换LED状态
        }
    }
}

LED控制函数

# include "stm32f10x.h"

void LED_Init(void)
{
    /* 开启时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  // 开启GPIOA时钟

    /* GPIO初始化 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   // 配置为推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  // 初始化GPIOA
}

void LED1_On(void)
{
    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);  // 关闭LED
}

void LED1_Off(void)
{
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);    // 打开LED
}

void LED1_Turn(void)
{
    if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2) == 0)
    {
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);  // 打开LED
    }
    else
    {
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);  // 关闭LED
    }
}

按键控制函数

# include "stm32f10x.h"
# include "Delay.h"

void KEY_Init(void)
{
    /* 开启时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  // 开启GPIOB时钟

    /* GPIO初始化 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;  // 配置为上拉输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  // 初始化GPIOB
}

uint8_t KEY_GetNum(void)
{
    uint8_t KeyNum = 0;  // 默认键码为0
    
    if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0)  // 检测按键是否按下
    {
        Delay_ms(20);  // 延时消抖
        while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11) == 0);  // 等待按键松开
        Delay_ms(20);  // 延时消抖
        KeyNum = 1;  // 设置按键码
    }
    
    return KeyNum;
}