这两天家里有些事情需要忙，家里人刚去上班了，因此得接管家里的一些事情，也抽不出空来发帖子，让大家久等了。
  H+ v2 h$ I( g' C0 _这次是针对NUCLEO_L552ZE_Q开发板的第三次评测贴，上次的帖子介绍了如何在Windows平台上搭建开发环境，不知道大家有没有不明白的地方，如果有，欢迎在评论区向我提出；既然环境已经准备好了，接下来我们就要开始动手写程序测试了（写程序是不会写的，这辈子都不会写程序的，因为有STM32CubeMX），是的，STM32CubeMX把基本的程序框架都写好了，对于基本的测试，只需敲几行字母就行了，真是懒人的必备，哈哈哈。
7 }5 L) E6 q& f, F5 g' x  K废话不多说，相信许多玩过单片机的朋友都知道，拿到一款单片机，写程序的第一步无非就是GPIO口的输出输入功能，输出功能就是点亮一盏LED，输入功能就是按键扫描，那接下来我们就遵守这一不成文的规定，先从GPIO口的输出输入功能入手。

( F1 f- X% S* m- \5 B评测内容：
1、新建MDK-ARM工程，使用STM32CubeMX新建一个工程；
2、GPIO口电平输出功能，控制NUCLEO_L552ZE_Q开发板上的红色LED灯闪烁；
0 }4 W1 h+ N. l1 t3 C/ ]3、GPIO口电平输入功能，使用NUCLEO_L552ZE_Q开发板上的USER BUTTON按键控制红色LED灯闪烁的频率大小。

新建MDK-ARM工程：
, E& j2 i) V( d! v' @5 S3 t在开始之前，我们还需要了解一些如何使用STM32CubeMX新建一个工程的知识。
2 n- p: @: j  k第一步：新建目录
在电脑的磁盘上新建一个文件夹，这个文件夹并不是工程目录，至于工程目录是哪个，稍后会说。注意，文件件的名称，上级名称，上上级名称等，就是整个路径，一定不能含有中文！半个中文都不能有！不信你可以试试。为了演示，我就随便建个名为“Demo”的文件夹，如下图。
/ H8 B1 H# B& a

第二步：新建STM32CubeMX工程
- M0 @9 [* C' e7 F1、打开STM32CubeMX，鼠标左键单击“New Project”中的“ACCESS TO MCU SELECTOR”，

2、在弹出的“New Project from a MCU/MPU”窗口中的左侧的搜索框中输入你需要的单片机型号，我这里输入“STM32L552ZE”，
/ c( {" d7 g( I9 ]$ q8 f4 a! _1 w3、然后在左下角的“MCUs/MPUs List”中选择所需要的单片机型号，我这里选择STM32L552ZET6Q，双击单片机型号，

. O5 v; J- u8 t7 ]. F4、弹出窗口问你是否使用TrustZone，我选择No，然后就创建了一个STM32CubeMX工程。

第三步：配置STM32CubeMX工程
! j8 j3 `2 a! G- }5 Y0 a, U- p1、设置工程属性，点击STM32CubeMX工程窗口上方的“Project Manager”选项，在最左边选项切换到“Project”，
2、在“Project Location”中选择在第一步的时候创建的文件夹，
: R4 {0 y9 o# w4 Z3、在“Project Name”中填入工程名（不能是中文），填入的工程名就是这个工程的根目录，路径如蓝色框所示，
4、在“Toolchain / IDE”中选择“MDK-ARM”，其他保持默认即可，具体如下图所示，
# |3 p+ z* K! Q0 e9 O8 t# i

5、最左边选项切换到“Code Generator”，在右边的“STM32Cube MCU packages an embedded software packs”中有三个选项，意思分别为拷贝全部的库文件到工程目录中、仅拷贝需要的库文件到工程目录中、仅在工程文件中引用需要的库文件（库文件放在STM32CubeMX的安装目录中），我选择第二项，

! l4 b) @! `$ N* P

5 Z2 i5 V+ o8 g5 I1 }6、设置时钟属性，点击STM32CubeMX工程窗口上方的“Project Manager”选项，在“HCLK(MHz)”中输入需要的时钟频率，按回车键，在弹出的提示中选择Ok便可，我输入STM32L552ZET6Q的最大时钟频率：110MHz，其他的保持默认：内部高速时钟16MHz和内部低速时钟32KHz，

7、配置点亮LED灯的GPIO，NUCLEO_L552ZE_Q开发板上共有三盏LED灯，分别为红绿蓝三色，根据原理图提供的信息，红绿蓝三盏等分别接在了单片机的PA9、PC7和PB7引脚，我选择了最经典的红色LED，在“Pinout & Configuration”中使用鼠标左键点击单片机模型上的PA9引脚（右侧从上往下数第8个引脚），在小窗口中选择“GPIO_Output”，至此，STM32CubeMX工程就配置好了。

7 r& _& k8 v8 c+ A

第四步：保存STM32CubeMX工程。

点击上方菜单中的“File”，选择“Save Project”即可。

第五步：生成MDK-ARM工程。

鼠标左键单击右上方的“GENERATE CODE”，软件便可根据之前的配置自动生成一个代码工程，如果在第一步中创建的目录中有中文，在这一部生成代码工程的时候就会出现错误提示，导致工程创建失败，因此需要特别注意。

GPIO口电平输出功能：点亮一盏LED灯

第一步：了解一下工程的目录结构。

Dirvers：存放STM32的固件库以及ARM公司提供的CMSIS库，通常情况下不需要修改里面的文件内容；

inc：存放用户编写的.h文件，文件内容可修改；

MDK-ARM：存放MDK的工程文件，以及STM32的启动文件，文件内容通常情况下不需要修改；

src：存放用户编写的.c文件，文件内容可修改。

; s% M. h* z2 W& D* g8 j. ?

第二步：在MDK-ARM文件夹内，双击打开.uvprojx后缀的工程文件，不需要改动，直接链接一遍，看是否有问题，结果0错误、0警告。

; t/ }1 V% X* r3 l, I

第三步：打开main.c文件，找到主函数main()，在主函数的while循环内添加如下代码，意思为每隔500ms对PA9引脚进行电平取反操作，让红色LED灯闪烁。

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_9);

HAL_Delay(500);

. \) q9 @1 R! w/ A  P4 ?+ f

第四步：配置目标属性。

1、电机窗口上方的魔术棒，弹出配置窗口；

2、切换到“Debug”选项；

3、选择调试器，我使用ST-Link Debugger；

4、电机左侧的“Settings”

0 p: ?' W8 ]* V- s

5、在弹出的窗口中切换到“Flash Download”选项，勾选“Reset and Run”，使得将程序烧录到单片机后就会自动复位并运行程序。

9 D2 \. d9 u( s( `+ p, L

9 z) o7 e8 `; u5 N. H

6、点击“确定”、“OK”确认修改后，再次编译链接工程，0错误0警告。

第五步：烧录程序。

1、使用一根Micro USB数据线链接电脑与开发板上的ST-Link USB-A口，如果还没安装驱动，可查看我上一期的帖子，末尾有附件，如果开发板上的LD4亮红色，LD6亮绿色，说明连接正常。

: c8 _* Q: @6 W& k* v

) w7 q/ B9 b' R

2、电机MDK软件左上角的下载按钮 ，开始将程序下载到单片机上运行。

3、观察运行情况，红色LED灯开始闪烁，说明GPIO口能够正常输出高低电平。

: Q! o4 ], l: Y7 C

GPIO口电平输入功能：按键扫描

第一步：重新生成MDK-ARM工程。将MDK-ARM工程关闭，根据原理图知道开发板上的USER按键连接在单片机的PC13引脚，回到STM32CubeMX工程，在“Pinout & Configuration”中使用鼠标左键点击单片机模型上的PC13引脚（芯片模型的左侧从上往下数第7个引脚），在小窗口中选择“GPIO_Input”，保存STM32CubeMX工程并且点击“GENERATE CODE”重新生成代码。

8 J# G& B+ l' q; C% Y9 N

+ \# h6 X0 E9 W

" g# a& g1 U. B9 U

第二步：实现按键扫描代码

1、打开MDK-ARM工程，在main.c源文件的主函数实现代码的开头添加如下代码，声明两个局部变量。

uint8_t u_cnt=0, u_cycle=10; //计数值：u_cnt ; 闪烁周期：2 * u_cycle * 10ms

2、在主函数的while循环内添加如下代码，实现按键扫描和LED闪烁功能。

/*GPIO口输入功能*/

//按键检测程序

if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_SET)

{

        HAL_Delay(20);//消抖

        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_SET)

        {

                u_cycle += 10;

                if(u_cycle>=50)

                {

                        u_cycle = 10;

                }

                while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_SET);

        }

}

//LED灯闪烁程序

u_cnt++;

if(u_cnt >= u_cycle)

{

        u_cnt = 0;

        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_9);

}

HAL_Delay(10);

1 |. o( x) p4 h( D3 S

3、修改完之后，编译链接一遍代码，将代码烧录到开发板上，用手按开发板左下方的USER按键，观察红色LED的闪烁频率变化情况，实际情况如下：

4 g2 N0 |) T* t' {* l: ?

仿位带操作：实现与51单片机一样的IO口操作方法

使用过正点原子Cortex_M3或者Cortex_M4系列单片机开发板的朋友都应该接触过位带操作功能，在Cortex_M3权威指南（中文）中的第5.5节有如下介绍

在CM3中，有两个区中实现了位带。其中一个是SRAM区的最低1MB范围，第二个则是片内外设区的最低1MB范围。这两个位带中的地址除了可以像普通的RAM一样使用外，它们还都有自己的“位带别名区”，位带别名区把每个比特膨胀成一个32位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。

文中所述的位带区与位带别名区有如下对应关系

STM32单片机的GPIO口地址就在片内外设区的最低1MB范围内，意思就是能够通过位带别名区中的每一个地址，操作到对应的片内外设区的外设寄存器中的一个bit，往位带别名区中的地址写1，则对应的片内外设区的外设寄存器中的相应位就会置1，读取位带别名区中的地址的值，就会返回对应的片内外设区的外设寄存器中的相应位的值，GPIO口的每一个Pin的电平就是由ODR寄存器中的每一个位来控制，以及通过IDR寄存器中的一个位来获取一个Pin的电平。但是，我查找过Cortex_M33的手册，并没有发现这个位带别名区，也就是Cortex_M33没有位带操作功能，但我可以通过自定义一个位域结构体来实现类似的操作，实现代码如下：

typedef struct
{
2 l# o4 c8 A& z- r    uint16_t OD0 : 1;
    uint16_t OD1 : 1;
- ?: u( k) d/ v& `2 k$ X    uint16_t OD2 : 1;
" I2 y8 c0 p% A- }2 }8 s    uint16_t OD3 : 1;
    uint16_t OD4 : 1;
( {5 `% c& Y& d6 t& A- v    uint16_t OD5 : 1;
    uint16_t OD6 : 1;
2 N& |  [' k( o9 L; f$ w  w    uint16_t OD7 : 1;
) s9 `: [9 X& e    uint16_t OD8 : 1;
    uint16_t OD9 : 1;
    uint16_t OD10 : 1;
    uint16_t OD11 : 1;
    uint16_t OD12 : 1;
' E- P+ n9 K0 W    uint16_t OD13 : 1;
    uint16_t OD14 : 1;
) o7 W1 m+ J; d9 A9 Y2 C    uint16_t OD15 : 1;
7 J( W/ u- R6 c4 B- a, W. J} ODR_TypeDef;

#define PAin(n) ( ( GPIOA->IDR&(1 << (n)) )>>n )
#define PBin(n) ( ( GPIOB->IDR&(1 << (n)) )>>n )
#define PCin(n) ( ( GPIOC->IDR&(1 << (n)) )>>n )
( {' d+ Y8 w- T#define PDin(n) ( ( GPIOD->IDR&(1 << (n)) )>>n )
#define PEin(n) ( ( GPIOE->IDR&(1 << (n)) )>>n )
: B+ D: i1 f5 m#define PFin(n) ( ( GPIOF->IDR&(1 << (n)) )>>n )
# L3 x4 d6 u) B5 K$ L/ {% x#define PGin(n) ( ( GPIOG->IDR&(1 << (n)) )>>n )

: g+ i# g5 J1 @4 n#define PAout(n)  ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOA->ODR)))->OD##n )
#define PBout(n)  ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOB->ODR)))->OD##n )
#define PCout(n)  ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOC->ODR)))->OD##n )
$ D" ^& i" _% a7 m- b! b#define PDout(n)  ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOD->ODR)))->OD##n )
$ x1 f0 H0 a3 n, a#define PEout(n)  ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOE->ODR)))->OD##n )
#define PFout(n)  ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOF->ODR)))->OD##n )
9 l+ Z: M5 w% i9 E7 D2 A1 ?#define PGout(n)  ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOG->ODR)))->OD##n )

6 b( A6 x, x( o" f5 H可将此代码封装到一个头文件内供调用，使用方法同正点原子的源码一样。

#define LED_R PAout(9)
#define USER_BUTTON PCin(13)

/*仿位带操作*/
//按键检测程序
- M) ~6 V0 m+ H# o9 i3 yif(USER_BUTTON == 1)
  G, d& p/ u! f5 [4 a- ~2 A{
        HAL_Delay(20);//消抖
# k( V/ H6 K( p- t# n        if(USER_BUTTON == 1)
" Q% I# u. d7 n0 E/ d        {
                u_cycle += 10;
7 i8 T5 [. z1 h& R1 W( K& s/ S% c* X                if(u_cycle>=50)
                {
                        u_cycle = 10;
                }
0 v! j& X  e* Q' |6 @& X4 {               
- y$ Y: ~* T5 x; ?. ~5 a                while(USER_BUTTON == 1);
$ R) j9 U4 M, ]# A9 S+ \, {* G( _2 ~' l        }
}
//LED灯闪烁程序
u_cnt++;
! C: g% T( g' T  x4 Lif(u_cnt >= u_cycle)
/ u) {4 Y' H; Z, T# K' }$ @{
" ^6 b. i- o. `- I! x        u_cnt = 0;
        LED_R = !LED_R;
/ Z, N: t: l! |/ I) k5 P}
HAL_Delay(10);

总结：
+ @9 e8 f0 L) @: }. U1 ^可见，在STM32CubeMX的帮助下，实现一些基础的功能代码还是比较方便的，加之有HAL固件库的支持，无论单片机的底层寄存器如何变化，HAL固件库都已经统一封装成一致的函数名，使用起来也非常方便。本次测试的GPIO口操作，主要使用到了两个函数：HAL_GPIO_TogglePin和HAL_GPIO_ReadPin，两个函数的实现也比较简单，都是直接操作寄存器：
+ Q( \7 \( \& K. j8 D( T( t

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
* o/ D: n6 o: R{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

  q$ _' P! X1 o1 {: m3 l  G  if ((GPIOx->ODR & GPIO_Pin) != 0U)
; @0 O1 I2 c5 ]3 ?2 P8 [. b" Z  {
# ^5 Y5 g" V0 u1 z    GPIOx->BRR = (uint32_t)GPIO_Pin;
8 @# @: o7 c( k* @0 c3 y" s  }
3 }- q/ p3 s& y  e5 z: Q. F) W  else
5 t7 g9 v2 v: y  {
    GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin;
  }
+ h4 g$ a- I8 ]: W4 u. I6 Q7 }}

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  GPIO_PinState bitstatus;
6 t8 h3 k# a5 Q6 ]( m8 G# |$ V: K9 N
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
% m% q: z; W# A- _4 k- b
  if((GPIOx->IDR & GPIO_Pin) != 0U)
6 r' e( ~7 O/ L- j/ s  {
    bitstatus = GPIO_PIN_SET;
  }
* K; v$ G/ V: X* U1 H  else
  {
3 u! w% d6 O+ t% c1 A    bitstatus = GPIO_PIN_RESET;
  }
  return bitstatus;
}

本次我们介绍了GPIO口的使用，由于篇幅已经太多了，花了一天时间才写完，等下次有空再介绍其他一些基本的功能。还是那句话，如果朋友们觉得有任何疑问，欢迎在评论区向我提出。感谢您的关注，谢谢。
: {7 M3 ^$ Y" u1 s) b
8 U' g: M0 |2 n8 S GPIO_Demo.zip (990.25 KB, 下载次数: 9)

2020-3-13 17:18 上传

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GPIO基本输出出入功能测试
! G5 O8 e  K+ ]  s


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