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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
4 o7 I$ P1 q' M, q( l, L
7 @- b" i" [! O' o# a7 ?( s
一、概述:
) B( E! L- N+ z* q4 t& X1、发光二极管简介& q! H- R7 P; y7 X8 R
     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:7 ^+ P+ ^8 ]/ o3 q( f) h
                                                                                       R = (E - UF)/IF
2 K, H, U% i7 d$ c  E% I, T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。* D5 o/ k7 ~3 h# l+ o
0 x' I' g6 j, e
2、STM32 GPIO简介5 k# b; o* z- f% r) u  F
     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。, L( v6 T/ o/ _) H
GPIO可以配置成以下8种工作模式:/ P+ l8 r: I3 W+ V' F9 ]) `+ W, g+ s4 r
  • 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。. n/ p! g! I$ n

& K, A1 }# M/ F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LEDSTM32F407相连,限流电阻为1K。其中,红色LEDPI5引脚相连,绿色LEDPI6引脚相连,蓝色LEDPI7引脚相连。
1 ^; ~7 y! T0 p5 t1 r! [3 y. {
3 p) I  E' Y) |" D  g3 t1 a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。
  c4 @) w& g+ m
四、源代码:
1、主函数
  1. /*
    & c7 A' D; N: M& x4 o6 l
  2. * Name                : main6 T5 V  Q% x1 b1 o; N  `6 F& R
  3. * Description         : ---
    1 i  j. N$ S4 |% D
  4. * Author              : ysloveivy.
    ! h$ H/ l2 e9 p7 B4 u3 Z
  5. ** \9 X$ ?5 [0 S0 P( l
  6. * History8 @; N. i4 i7 k. u/ s
  7. * --------------------
    3 @$ ?' F9 c5 g6 M
  8. * Rev                 : 0.001 d4 r  l9 I9 {' {
  9. * Date                : 11/21/2015# T8 b/ E: l" n( Y
  10. *
    # j! Y* _1 Y7 [# v$ m
  11. * create.9 L4 i" _3 m( [1 u
  12. * --------------------! E& @4 P1 h. ]
  13. */
    & \# }: K# ?7 J4 l0 N8 j
  14. int main(void)4 k4 ~- v4 a! S% J5 B
  15. {
    7 u) W8 E8 e: d( }! Q8 ~- z
  16.         int i;
    4 g& c- V1 v1 n9 G
  17. 9 q4 Y/ P6 L+ l8 u9 E
  18.         led.initialize();
    ) U. n3 I6 n- g8 V
  19.         
    3 k- _9 r& e  o
  20.         //三色LED交替点亮
    0 z& ], Q" q) @$ e# w
  21.         while(1){
    / L3 b* L' B4 k$ |/ I' E
  22.                 LED_RED_ON;
    ! D; E$ Q: g7 }3 a  f" A, K2 h
  23.                 LED_GREEN_OFF;9 b) ^( k& j: R: V9 b5 X6 s
  24.                 LED_BLUE_OFF;
    $ ?2 x7 D7 m; S+ z9 N# {9 i  n
  25.                 for(i = 0;i < 10000000;i++);
    1 G) N+ _& }, X1 o  g  e2 q
  26.                 LED_RED_OFF;* h" m7 |& }+ J. C: P% _
  27.                 LED_GREEN_ON;
    3 C; q8 e) G5 @6 j% T
  28.                 LED_BLUE_OFF;# U7 W8 F( h. k0 V
  29.                 for(i = 0;i < 10000000;i++);
    * C, \2 s+ A, h3 [; i( [1 y6 n  o6 Q: z* r
  30.                 LED_RED_OFF;, ?( O0 n! O: L  O
  31.                 LED_GREEN_OFF;
      u% J: E4 E4 N% U5 |- E
  32.                 LED_BLUE_ON;4 W) [  {9 j8 {, m9 O
  33.                 for(i = 0;i < 10000000;i++);
    ' x1 S/ a1 s0 |# v! v3 q* Q
  34.         }/ H4 g" `0 A  c) n" B
  35. }
复制代码
/ x& N+ H) \6 h9 U8 J4 D: k
2、GPIO初始化
  1. /*
    4 C% U5 o3 s' O$ E) r0 y" x! J$ F- h$ h
  2. * Name                : initialize" u/ {. N' i/ i& f4 K2 A  F
  3. * Description         : ---
    . X. ^, Q8 g) P: }
  4. * Author              : ysloveivy.9 h7 v- U- |. u/ Y# B
  5. *
    1 X- _. e$ F% r, {+ D$ u
  6. * History/ S1 X0 l5 ~! o4 k. y5 b
  7. * --------------------
    ! u8 O% I& y( c. O1 i/ O
  8. * Rev                 : 0.00' L: V( v5 d" M) c1 O" o, t
  9. * Date                : 11/21/20159 w% S7 N3 {+ ?
  10. * & N4 Y9 J) Q9 f/ `( |
  11. * create.
    - \! v/ K1 z7 n% j6 l, Q. P
  12. * --------------------
    7 y4 s4 g, Y4 a  u4 ~% ~" d
  13. */
    ' o$ e! h" R6 K) I
  14. static int initialize(void)
    8 k, B& j" z( e' u- Q3 a+ w1 C
  15. {
    & F4 H! p" w/ `% @! k
  16.         GPIO_InitTypeDef   GPIO_uInitStructure;0 a% K7 `; t' t

  17. , b; J/ W1 b5 P) f2 q# i% X+ @
  18.         //LED IO初始化
    3 ]+ ~+ g$ V/ z% F0 T/ K; Q7 p
  19.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOI,ENABLE);+ P, K. B0 f6 k# p( L8 C
  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" c5 t" e# E5 F0 Y$ f4 F$ y& y
  21.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;                          //设置端口为输出模式. l0 X7 [! i2 @- f1 L
  22.         GPIO_uInitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;                         //输出类型为推挽输出
    4 ]+ {( X  [& Y! U0 I
  23.         GPIO_uInitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;                           //上拉输出
    % J- J- S7 @/ R( N- d
  24.         GPIO_uInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;                     //设置IO输出等级
    , E, }8 D4 z2 k1 N4 d" \

  25. 6 Z/ A: p' g( E8 S, h
  26.         GPIO_Init(GPIOI,&GPIO_uInitStructure);
    8 K/ h- D$ l2 \

  27.   s8 h" u4 r! Y0 \& I2 A  b
  28.         //PI5、PI6、PI7、接三色LED灯,PI5、PI6、PI7置高电平,灯熄灭
    6 a- M0 ?( h- k# p7 M% ?1 @/ L
  29.         GPIO_SetBits(GPIOI,GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7);/ ]7 ?5 _: z! ^9 ]3 ~" R

  30. ' V  J4 h5 e9 y3 b: o
  31.         return 0;7 R( X9 k. z* A2 j) E7 F% d  R2 K( R
  32. }
复制代码

# f2 {# x# V5 p# ~, O  ^4 |- H0 e
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 struct5 `. f4 E$ I) N/ J
  2. {
    / B" M# `2 q' o  ^
  3.   uint32_t GPIO_Pin;                         //配置IO端口
    2 p( D% ]0 m1 D8 P
  4.   GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;    //配置IO模式
    : V1 Q' Z/ u( a2 \/ W" V
  5.   GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;  //配置IO速度等级
    ; a; O. y- N, c5 M7 J
  6.   GPIOOType_TypeDef GPIO_OType; //配置IO输出类型5 p6 X; k/ V6 g' D9 _! J- ?
  7.   GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd;     //配置IO上下拉
    . ~3 c/ u% N. }( p0 Z
  8. }GPIO_InitTypeDef;
复制代码

; ~( B. L+ D: u1 U) z0 E
结构体定义为
% _3 C7 s4 {3 U+ r: F& f
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。
9 V' V! q" a: ]3 t2 r! U
六、代码包下载:
网盘:https://pan.baidu.com/s/1o6w6Xnk3 U5 h" v& s: j9 H; A! t
( o$ Y+ D, m$ q# y; H
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
& ]! Y1 p8 B, U* X# n6 s  c7 K# e) r) G) w7 m
如何插入图片+ r8 u' V, @" j$ u4 L7 i2 F$ E3 }, k: j
https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-612788-1-1.html9 H# b6 \  ?# U) g
如何插入代码
, N5 \# a4 M. L' vhttps://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
  W0 ^: U% X3 L) P! S2 w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
% p& D( G/ `, f1 j( K1 G% _
  O1 ~& B- m2 Z如何插入图片
$ u' |3 K  F* \2 n7 e7 O( w
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
0 j" s8 y! V. Z6 S) M社区的水印把图片盖住了

2 [! u. B% o8 D  A* Y+ g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 17:396 D" a# u$ o' @1 N& z* W+ L  A
给管理员建议下,水印打成透明的。

* u+ q. F  l8 G# h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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