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【零基础学习STM32】第一讲:GPIO输出实验——点亮三色LED

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heart蓝色CD 发布时间:2018-1-24 10:25
本帖最后由 heart蓝色CD 于 2018-2-9 16:10 编辑 $ {( k) t4 S2 m) }* O' e6 M

+ b, r1 K# Z! s! L2 V7 o
一、概述:. S" V3 j# |5 Y! x$ k& l
1、发光二极管简介
: B8 j4 h) `% z     发光二极管是半导体二极管的一种,可以把电能转化为光能,常简写为LED。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压约为5V。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算:
4 Q$ a3 P/ K" h* Z                                                                                       R = (E - UF)/IF
  L6 G4 F. k1 A6 t' t( c3 R4 m式中E为电源电压,UF为LED的正向压降,IF为LED的一般工作电流。LED广泛应用于各种电子电路、家电、仪表等设备中,做电源或电平指示。
# d# \# u" J0 g2 P. [, v$ x; g% u0 l: [, U
2、STM32 GPIO简介
% l9 y+ B8 z* v     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。& C8 O# P) X' Z- a) s0 N' R
GPIO可以配置成以下8种工作模式:) I! {1 L8 }( k8 a
  • 浮空输入:此端口在默认情况下什么都不接,呈高阻态,这种设置在数据传输时用的比较多。
  • 上拉输入:上拉输入模式与浮空输入模式相比,仅仅是在数据通道上部,接入了一个上拉电阻,这个上拉电阻的阻值介于30K~50K欧姆,CPU可以随时在输入数据寄存器的另一端,读出I/O端口的电平状态。这种模式的好处在于我们什么都不输入时,由于内部上拉电阻的原因,处理器会觉得我们输入了高电平,这就避免了不确定的输入。该端口在默认情况下输入为高电平。
  • 下拉输入:下拉输入模式与浮空输入模式相比,仅仅是在数据通道上部,接入了一个下拉电阻。与上拉输入模式类似,这种模式的好处在于外部没有输入时,由于内部下拉电阻的原因,我们的处理器会觉得我们输入了低电平。
  • 模拟功能:STM32的模拟输入通道的配置很简单,信号从I/O端口直接进入ADC模块。此时,所有的上拉、下拉电阻和施密特触发器,均处于断开状态,因此输入数据寄存器将不能反映端口上的电平状态,也就是说,模拟输入配置下,信号不经过输入数据寄存器,CPU不能在输入数据寄存器上读到有效的数据。该输入模式,使我们可以获得外部的模拟信号。
  • 开漏输出:开漏输出不可以直接输出高电平,开漏输出的输出端相当于三极管的集电极,要得到高电平状态需要上拉电阻才行。
  • 推挽输出:推挽输出可以输出高、低电平,连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源决定。
  • 开漏复用输出:GPIO的基本功能是普通的I/O,而STM32有自己的各个功能模块,这些内置外设的外部引脚是与标准GPIO复用的,当作为这些模块的功能引脚时就叫复用。开漏复用输出功能模式与开漏输出模式相比,不同的是输出控制电路的输入,是和片上外设的输出信号相连即与复用功能的输出端相连,此时,输出数据寄存器在输出通道被断开。
  • 推挽复用输出:推挽复用输出功能模式与推挽输出模式相比,不同的是输出控制电路的输入,是和片上外设的输出信号相连,即与复用功能的输出端相连,而输出数据寄存器在输出通道被断开。
    3 i% t: a: R* V# V+ B

9 `& M* @' }2 e4 ~二、硬件电路:
1-0.png
1-1.png
      在icore3双核心开发板中(如图1-0,图1-1所示),采用一个独立的红绿蓝三色LED与STM32F407相连,限流电阻为1K。其中,红色LED与PI5引脚相连,绿色LED与PI6引脚相连,蓝色LED与PI7引脚相连。7 _" ~0 V- @! m" H% A3 ^

) Q7 l; O! y" C三、实验原理:
1-2.png
  本实验通过STM32的三个GPIO口驱动三色LED的三个通道,将GPIO设置为推挽输出模式,采用灌电流的方式与LED连接(如图1-2所示),GPIO输出高电平LED熄灭,GPIO输出低电平LED点亮,通过控制GPIO输出的电平高低从而控制LED的亮灭。
- w2 k: d  C& r+ }7 S: s# |
四、源代码:
1、主函数
  1. /*& R1 w) P1 H3 g. d9 s
  2. * Name                : main7 o2 H/ @& k  O. ]( A& \
  3. * Description         : ---. @$ Q; r% f% i% K  B
  4. * Author              : ysloveivy.
    ( Y9 Z; B" b/ H5 b" a# j
  5. *
    6 t, A3 P* S" I  E
  6. * History5 c( i8 x/ ^+ E6 r2 `
  7. * --------------------
    / K, M- r( V7 [) |
  8. * Rev                 : 0.007 P1 M. B% c+ V, y+ c# g: Y/ D5 s
  9. * Date                : 11/21/2015
    + R" G* }1 [! o5 r/ T
  10. *
    6 z5 s: E4 f% P  j6 @
  11. * create.
    3 e& B1 _2 x, Q
  12. * --------------------- {$ i1 Q/ v: A1 }. J
  13. */
    ) d1 y0 D8 {! R
  14. int main(void)
      j. i+ z) T" E
  15. {
    ( c" U% y( O" H/ \# j
  16.         int i;2 N! y" y2 h$ ^1 T

  17. 7 Z3 n+ p. y' Y: t, {
  18.         led.initialize();
    ) _1 p% E: G+ x. r0 \
  19.         
    * `# G2 B! p9 @0 i' \( o7 P
  20.         //三色LED交替点亮
    1 y+ n2 P7 V9 V' {( v
  21.         while(1){/ B' P. a5 N/ J6 m. V7 M) }
  22.                 LED_RED_ON;
    4 g9 }( b% d  F. r
  23.                 LED_GREEN_OFF;* {, |8 }' D) N2 `9 u  s* T
  24.                 LED_BLUE_OFF;9 L) h* O5 z) T5 H- e) m
  25.                 for(i = 0;i < 10000000;i++);% Q* o# D5 k( O9 Y" f
  26.                 LED_RED_OFF;
    $ \5 U5 }; }' r
  27.                 LED_GREEN_ON;
    2 T7 u6 S' b7 m5 I2 K9 C
  28.                 LED_BLUE_OFF;3 z2 u3 F' `4 ~- H8 c# Y- B9 ]8 V
  29.                 for(i = 0;i < 10000000;i++);1 F; ~; p2 A3 e4 K- f
  30.                 LED_RED_OFF;
    0 Y9 v8 H) u# n- G7 p1 O
  31.                 LED_GREEN_OFF;$ p, d5 ?0 ~( j/ P
  32.                 LED_BLUE_ON;. ]& N) y2 C0 \4 q+ b7 C) `
  33.                 for(i = 0;i < 10000000;i++);
    $ W3 j# u# p  ?2 f
  34.         }
    * H  L. u3 c' K7 j  G( l
  35. }
复制代码

, P( J# Q8 O( m- J  H) ?  `" ~4 U
2、GPIO初始化
  1. /*# l0 q4 b3 Z7 a' X1 k3 C1 E
  2. * Name                : initialize
    / C2 {- E* b2 l6 B2 P, x# h' l
  3. * Description         : ---; i. t2 K2 ]/ p3 w: j8 j* ^% F
  4. * Author              : ysloveivy.
    6 i! ?% X  \6 L+ m
  5. *+ J  {" S% ~/ B! y
  6. * History  k9 v0 g7 j* D5 v4 V6 l, h( y
  7. * --------------------+ P2 ^7 C. ^8 }( ]# y8 n$ S6 u
  8. * Rev                 : 0.00
    " j2 p: W8 ~7 j6 H, Q: `6 o
  9. * Date                : 11/21/2015! A. w6 r. X& X0 {: b# {! U; P
  10. * # g5 B7 _+ o2 E) R/ D3 A
  11. * create.
    6 G% T9 [+ a" E- t9 j9 h: D
  12. * --------------------
    - }; \# E+ j% E' `1 n$ e
  13. */
    4 f: ], u( v5 b
  14. static int initialize(void)
      X$ i% A5 r0 w. r, i  d
  15. {6 `$ \8 v4 R: Q' i+ y3 N
  16.         GPIO_InitTypeDef   GPIO_uInitStructure;2 {+ e* l: {# F0 X

  17. , k$ Q" q8 ]$ J. t+ t. ~- E
  18.         //LED IO初始化
      ]; a" d3 T2 \6 p; K) ^( n
  19.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOI,ENABLE);
    $ A3 J+ _* y2 A1 M: l% U
  20.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;    //设置连接三色LED灯的IO端口4 y2 ], e  X, Y5 u
  21.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;                          //设置端口为输出模式/ [: P# H' H' }5 k
  22.         GPIO_uInitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;                         //输出类型为推挽输出
    5 T+ B& Q) x* A6 q7 L* T4 H# w- n1 v
  23.         GPIO_uInitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;                           //上拉输出. x% a1 s) P# ~4 |7 g; n
  24.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;                     //设置IO输出等级1 S* ~3 [# j5 L1 X! B, q* U: l
  25. ' u& h, [: C/ Z0 Y; n, B
  26.         GPIO_Init(GPIOI,&GPIO_uInitStructure);
    & K) p5 w5 ^' _( M+ u$ T
  27. 2 ?6 {. j- E8 S
  28.         //PI5、PI6、PI7、接三色LED灯,PI5、PI6、PI7置高电平,灯熄灭
    ' z' e1 w; J) a# e+ c5 d8 A
  29.         GPIO_SetBits(GPIOI,GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7);
    2 e) ^/ t( a- C  E1 I, e

  30. 4 ^0 k) t( h) _. }2 @  t4 q7 V( Q/ Q
  31.         return 0;) h" x' X" x6 d8 \
  32. }
复制代码

' U: y9 H. M' p7 K9 d% K& U3 @
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
这个函数两个参数,第一个参数是用来指定需要初始化的GPIO对应的GPIO组,取值范围为GPIOA~GPIOK。第二个参数为初始化参数结构体指针,结构体类型为GPIO_InitTypeDef。
  1. typedef struct& Z7 \" D; z2 B9 Y  i; |
  2. {
    - h* j3 p; h0 Z( k
  3.   uint32_t GPIO_Pin;                         //配置IO端口2 E2 e0 J6 ?# _; I% a
  4.   GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;    //配置IO模式" N" @# D6 @3 H% F* s; u/ K
  5.   GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;  //配置IO速度等级3 U" ]# ~: I. o/ N  T
  6.   GPIOOType_TypeDef GPIO_OType; //配置IO输出类型$ [  N6 ^' a; L  _; F) m" D# n( Q
  7.   GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd;     //配置IO上下拉
    0 Y# g0 S2 n+ q5 p$ R; [
  8. }GPIO_InitTypeDef;
复制代码

5 V: m4 }" u3 ?
结构体定义为

7 ~4 o; ]- P9 T( m4 h$ L$ w( T6 X
五、实验现象:
iCore3双核心板上与ARM相连的三色LED(PCB上标示为ARM·LED),红色、绿色、蓝色交替点亮。
4 W1 F( |( ?8 q& n5 n
六、代码包下载:
网盘:https://pan.baidu.com/s/1o6w6Xnk0 m9 w$ `0 c' z6 O1 c2 d
4 Z* Y$ ^3 I5 W; Y1 }
赞 收藏 评论6 发布时间:2018-1-24 10:25

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6个回答
zero99 回答时间:2018-1-24 15:33:21
谢谢分享,不过关于插入图片和代码,建议楼主学习下,会有更多的人支持
: {  m) w" l1 V4 `0 I3 d( D/ \( g& f# z3 q1 K2 w" o
如何插入图片) E  E5 s7 s/ d1 ~
https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-612788-1-1.html6 a8 u" L; a& E8 k3 M
如何插入代码4 l: J8 W# w6 u
https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-612887-1-1.html
heart蓝色CD 回答时间:2018-1-24 15:51:17
zero99 发表于 2018-1-24 15:33
0 ^2 C4 W! A6 W6 Y# }谢谢分享,不过关于插入图片和代码,建议楼主学习下,会有更多的人支持" u! M) c2 r: t" A
4 |; L1 T: D( q
如何插入图片
% k* K7 G8 C: W2 v: H8 \. _
好的,谢谢,初次发贴,还没玩转。
老胖熊 回答时间:2018-1-27 21:42:06
社区的水印把图片盖住了

点评

额,后续都是透明水印了  发表于 2018-2-8 16:30
heart蓝色CD 回答时间:2018-1-29 17:39:11
老胖熊 发表于 2018-1-27 21:42
* ]9 h+ A/ Z9 D! U社区的水印把图片盖住了
4 G# Z+ c# s8 W, a
给管理员建议下,水印打成透明的。
zero99 回答时间:2018-2-8 16:30:37
heart蓝色CD 发表于 2018-1-29 17:39
- i6 f+ ?, F; P给管理员建议下,水印打成透明的。
: r" X- m# `2 W3 Q! N
已经改成透明的了,要麻烦楼主把前面两张图重新上传下了啊  

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