STM32学习笔记2——再探GPIO

STM32学习笔记3——时钟系统

STM32学习笔记4——外部中断

: F. N, Y2 I' d2 @# c+ f

STM32学习笔记1——点亮第一盏LED灯

本文不特殊说明都以stc32F103C8为例，软件平台为KEIL5V5.15
首先这次我们用寄存器直接点亮LED灯
LED电路图如下图：

可以看出如果需要点亮一盏LED灯只需要IO口输出高电平即可，本次以GPIOB为例子。
! L* q7 B8 v" U5 R! k- M
6 f& W1 o8 Z. a) }$ a( E5 X/ d
点亮LED灯


5 c- b2 [% F" Z# \- G控制IO输出高电平通常需要三步：
9 k0 I' w4 ?* _# y" f1.开启时钟：因为STM32为了节约消耗，故上电时候外设时钟默认不开启。故我们需要开始GPIO的时钟。
8 u5 ]3 q1 J+ m6 e0 X8 t' @  @2.设置GPIO输出模式：stm32F103提供了4种输出模式和3种输出速度：
- 通用输出推挽
- 通用输出开漏
! ~9 f' W  G6 Y; s9 i8 w- 复用输出推挽：串口输出
; o: H- n/ p1 Z- 复用输出开漏：IIC
( f0 E* w& {& p8 r4 E
& K# R8 }2 V5 L6 `0 d& _2 j. @% e0 c
推挽输出电路如下图：

两个三极管都是半个周期导通，轮流导通。从而减低了功耗，提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路，管子导通电阻都很小，使RC常数很小，转变速度很快。因此，推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。所以推挽输出可以输出高低电平，但输出幅度取决于输入，不可控。

- @# `5 v' a5 ^8 B" k  S
开漏输出电路如下图：
% R) d7 O# n& r# q& i0 F7 V
( q/ }6 {  D6 i2 f, R# V从图中可以看出，当没有上拉电平和上拉电阻，当IN输出低电平时候，OUT输出低电平，当IN输出高电平时,OUT处于开漏状态，电平状态未知，当加上拉电阻时候，则上拉电平跟上拉电阻有关。
( r$ h: Z7 D  u% k' W& [& h开漏输出相当于三极管集电极，故它只能输出低电平，需要接上拉电阻才能得到高电平。开漏是用来连接不同电平的器件。很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）
1 B7 i$ D8 Y# [而且可以将多个开漏输出的管脚，连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
3.输出高电平
5 w- {+ R) L# j: P. _  F- ?
) X5 j0 N  F% w; W8 ~2 x. n
& O( r6 y7 D9 q1 Z& d$ }) m寄存器设置

1.设置时钟寄存器
首先GPIO是挂载在APB2总线上的，APB2时钟使能寄存器为RCC_APB2ENR，如下图
9 _' m; {9 |! t% q1 t
故只需开启GPIOB的时钟，即将RCC_APB2ENR第3位置1
* E- h& A, G/ ^' k- J3 a2 l

2.设置IO口输出状态
- i) H' v6 M% K5 @( o: H7 Y有关寄存器为GPIOB_CRL和GPIOB_CRH，如下图：

- y) h& N- W# t+ ?5 h& F0 O可以看出只需要设置MODEx[1：0]即可，我们可将他置01，设置成中速即可，则默认为推挽输出
. q3 j/ h2 Q2 n$ Z8 u5 C6 {% j
; m% M' x- }+ N
  s& U4 t8 C1 ^8 ?+ q4 @3.设置IO口输出电平
- w% |9 {5 [. ?& W+ }5 lIO电平有3个寄存器有关，分别是GPIOB_ODR,GOIOB_BSRR，和GPIOB_BRR；其中GOIOB_BSRR为置位/复位寄存器，GPIOB_BRR为复位寄存器，这两个寄存器都是间接控制GPIOB_ODR即端口数据输出寄存器，故为了初学方便，我们直接控制GPIOB_ODR寄存器。寄存器相关内容如下：

: S: \8 `8 R( w% i5 l9 u6 {因为寄存器可以写和读，故可以直接置1即可。
0 I& ]- D: i) L* \# c1 N
5 Y( m2 f4 i8 E9 X
; y9 |7 u$ n+ j3 p- F. m# y& V注意事项：
0 |9 v3 C( a. m' f3 ]9 v1.需要提前设定相关总线和寄存器地址，如下表：

& p7 X7 i" S# H2 H2.初学者为了简单，通常都操作GPIOx_ODR寄存器，但实际上我还是推荐使用GPIOx_BSRR寄存器，因为BSRR只有写操作，和ODR要经历读——写操作，时间显然慢很多，而且使用BSRR不会被中断打断。
& [, ?% p. J$ Z1 u
. S2 j. E) |7 e2 Q6 E
以下附代码（灯接GPIOB_8~15）

1. /*定义相关寄存器地址*/
   7 a# R& Y: X+ j4 S; I4 r- x
2. #define GPIOB_ODR            *(unsigned int *)(0x40010C00+0x0c)
   7 d3 u/ d6 {' h3 k4 ^& D* b8 [: Q
3. #define GPIOB_CRH            *(unsigned int *)(0x40010C00+0x04)
   # u3 q1 }7 n" e
4. #define RCC_APB2ENR          *(unsigned int *)(0x40021000+0x18)
   ; D0 T: {. f, L
5. /*延时函数*/
   ) ~& _% C: b' S& o% Z2 t
6. void delay(){
   / R" t$ U9 u, I: R4 z! |0 }
7.     unsigned long n = 30000,j;
   
8.     while(n--){
   ! W4 R; V8 M5 a3 E( Y! N
9.         j = 12;
   . O, I# q% e+ j0 D1 c
10.         while(j--);
    
11.     }
    . |& a. ^  z1 G9 Q/ L
12. }
    
13. int main(){
    
14.     unsigned char i;
    - c" d, c( D/ n- d
15. 
    
16.     /*开启时钟*/
    
17.     RCC_APB2ENR |= 1<<3;
    5 j* D. O' k1 \6 i
18. 
    1 q* P8 u9 `( P5 c5 G& b* W' K) A8 s
19.     /*配置PB8到PB15推挽输出，中速模式*/
    3 b+ c; l- u" H4 x, n
20.     GPIOB_CRH |= 0x33333333;        
    ( r9 p; c7 q3 [8 W" C, O9 T# I  }
21. 
    
22.     while(1){
    
23.         /*闪烁两次*/
    / o4 M0 C, E8 f. h7 k' Q3 Y
24.         GPIOB_ODR |= 0XFF00;
    , x5 i" s3 }0 n8 q8 _8 s, W4 e
25.         delay();
    : `: c; v9 M/ J
26.         GPIOB_ODR &= ~0XFF00;
    
27.         delay();
    
28. 
    
29.         GPIOB_ODR |= 0XFF00;
    + c7 ^! N4 }& G
30.         delay();
    ; e. R! c3 |: u" x( {
31.         GPIOB_ODR &= ~0XFF00;
    ; b1 g; o* ^& \$ J5 N
32.         delay();
    3 S0 \* x1 I: ~9 Z! {! h
33.         GPIOB_ODR = 0x0100;
    
34.         /*流水灯*/
    6 z, z  u: r" X5 i' M8 z- T/ h  p
35.         for(i = 0;i<7;i++){
    $ B7 Q: }( K8 m8 M) x4 ~$ N2 ^. X5 S
36.             GPIOB_ODR<<=1;
    4 R* p$ q  o8 L) C5 ^, J8 D
37.             delay();
    
38.         }
    1 F7 X% w4 t: z: e. i, w
39.         for(i = 0;i<7;i++){
    . i( Z( ~6 B0 F% ]
40.             GPIOB_ODR>>=1;
    
41.             delay();
    
42.         }
    # M8 S+ b, K6 e8 D. V
43. 
    
44.     }
    + _* N' s; C0 J1 o5 V$ ?- a# {
45. 
    1 K9 |+ k1 y' l! b& k9 B
46. }

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