第六章 跑马灯实验
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                硬件平台：正点原子探索者STM32F407开发板          软件平台：MDK5.1          固件库版本：V1.4.0

任何一个单片机，最简单的外设莫过于IO口的高低电平控制了，本章将通过一个经典的跑马灯程序，带大家开启STM32F4之旅，通过本章的学习，你将了解到STM32F4的IO口作为输出使用的方法。在本章中，我们将通过代码控制ALIENTEK探索者STM32F4开发板上的两个LED：DS0和DS1交替闪烁，实现类似跑马灯的效果。 本章分为如下四个小节：

       6.1， STM32F4 IO口简介

       6.2， 硬件设计

       6.3， 软件设计

       6.4， 下载验证

6.1 STM32F4 IO简介

本章将要实现的是控制ALIENTEK探索者STM32F4开发板上的两个LED实现一个类似跑马灯的效果，该实验的关键在于如何控制STM32F4的IO口输出。了解了STM32F4的IO口如何输出的，就可以实现跑马灯了。通过这一章的学习，你将初步掌握STM32F4基本IO口的使用，而这是迈向STM32F4的第一步。

这一章节因为是第一个实验章节，所以我们在这一章将讲解一些知识为后面的实验做铺垫。为了小节标号与后面实验章节一样，这里我们不另起一节来讲。

       在讲解STM32F4的GPIO之前，首先打开我们光盘的第一个固件库版本实验工程跑马灯实验工程（光盘目录为:“4，程序源码\标准例程-库函数版本\实验1跑马灯/USER/ LED.uvproj”）,可以看到我们的实验工程目录：

               

图6.1.1 跑马灯实验目录结构

    接下来我们逐一讲解一下我们的工程目录下面的组以及重要文件。

①       组FWLib下面存放的是ST官方提供的固件库函数，每一个源文件stm32f4xx_ppp.c都对应一个头文件stm32f4xx_ppp.h。分组内的文件我们可以根据工程需要添加和删除，但是一定要注意如果你引入了某个源文件，一定要在头文件stm32f4xx_conf.h文件中确保对应的头文件也已经添加。比如我们跑马灯实验，我们只添加了5个源文件，那么对应的头文件我们必须确保在stm32f4xx_conf.h内也包含进来，否则工程会报错。

②       组CORE下面存放的是固件库必须的核心文件和启动文件。这里面的文件用户不需要修改。大家可以根据自己的芯片型号选择对应的启动文件。

③       组SYSTEM是ALIENTEK提供的共用代码，这些代码的作用和讲解在第五章都有讲解，大家可以翻过去看下。

④       组HARDWARE下面存放的是每个实验的外设驱动代码，他的实现是通过调用FWLib下面的固件库文件实现的，比如led.c里面调用stm32f4xx_gpio.c内定义的函数对led进行初始化，这里面的函数是讲解的重点。后面的实验中可以看到会引入多个源文件。

⑤       组USER下面存放的主要是用户代码。但是system_stm32f4xx.c文件用户不需要修改，同时stm32f4xx_it.c里面存放的是中断服务函数，这两个文件的作用在3.1节有讲解，大家可以翻过去看看。Main.c函数主要存放的是主函数了，这个大家应该很清楚。

工程分组情况我们就讲解到这里，接下来我们就要进入我们跑马灯实验的讲解部分了。这里需要说明一下，我们在讲解固件库之前会首先对重要寄存器进行一个讲解，这样是为了大家对寄存器有个初步的了解。大家学习固件库，并不需要记住每个寄存器的作用，而只是通过了解寄存器来对外设一些功能有个大致的了解，这样对以后的学习也很有帮助。

首先要提一下，在固件库中，GPIO端口操作对应的库函数函数以及相关定义在文件stm32f4xx_gpio.h和stm32f4xx_gpio.c中。

相对于STM32F1来说，STM32F4的GPIO设置显得更为复杂，也更加灵活，尤其是复用功能部分，比STM32F1改进了很多，使用起来更加方便。

       STM32F4每组通用 I/O 端口包括 4 个 32 位配置寄存器（MODER、OTYPER、OSPEEDR 和 PUPDR）、2 个 32 位数据寄存器（IDR 和 ODR）、1 个 32 位置位/复位寄存器 (BSRR)、1 个 32 位锁定寄存器 (LCKR) 和 2 个 32 位复用功能选择寄存器（AFRH 和 AFRL）等。

这样，STM32F4每组IO有10个32位寄存器控制，其中常用的有4个配置寄存器+2个数据寄存器+2个复用功能选择寄存器，共8个，如果在使用的时候，每次都直接操作寄存器配置IO，代码会比较多，也不容易记住，所以我们在讲解寄存器的同时会讲解是用库函数配置IO的方法。

同STM32F1一样，STM32F4的IO可以由软件配置成如下8种模式中的任何一种：

1、输入浮空

2、输入上拉

3、输入下拉

4、模拟输入

5、开漏输出

6、推挽输出

7、推挽式复用功能

8、开漏式复用功能

关于这些模式的介绍及应用场景，我们这里就不详细介绍了，感兴趣的朋友，可以看看这个帖子了解下：http://www.openedv.com/posts/list/32730.htm 。接下来我们详细介绍IO配置常用的8个寄存器：MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR、ODR、IDR 、AFRH和AFRL。同时讲解对应的库函数配置方法。

首先看MODER寄存器，该寄存器是GPIO端口模式控制寄存器，用于控制GPIOx（STM32F4最多有9组IO，分别用大写字母表示，即x=A/B/C/D/E/F/G/H/I，下同）的工作模式，该寄存器各位描述如表5.2.5.1所示：

表5.2.5.1 GPIOx MODER寄存器各位描述

       该寄存器各位在复位后，一般都是0（个别不是0，比如JTAG占用的几个IO口），也就是默认条件下一般是输入状态的。每组IO下有16个IO口，该寄存器共32位，每2个位控制1个IO，不同设置所对应的模式见表5.2.5.1描述。

       然后看OTYPER寄存器，该寄存器用于控制GPIOx的输出类型，该寄存器各位描述见表5.2.5.2所示：

表5.2.5.2 GPIOx OTYPER寄存器各位描述

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由于论坛篇幅限制，请直接下载附件代码和手册学习。

实验详细手册和源码下载地址：http://www.openedv.com/posts/list/41586.htm
正点原子探索者STM32F407开发板购买地址：https://item.taobao.com/item.htm?id=41855882779

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