前言
9 ?6 n& V+ q9 f7 B, {上一节我们讲解了STM32CubeMX的基本使用和工程的配置，那么这一节我们正式来学习CubeMX配置STM32的各个外设功能了
( b3 v3 k' n0 Y% H8 J
今天我们会详细的带你学习STM32CubeMX配置外部中断，并且讲解HAL库的GPIO的各种函数，带你学习不一样的STM32

那么话不多说，我们开始正式的讲解吧！
+ x5 a: _. Q# b, g+ {8 Y1 b; e! d0 H$ S
4 l7 ]/ @$ K3 k: ?准备工作：
; j. T' b- S% e0 e7 L
1、STM32开发板（我的是STM32F407ZE和STM32F103RC）
! W$ P' w8 Z2 J1 q  l
2、STM32CubeMx软件、 IDE： Keil软件
" |) }! }( y: z0 ?. Z
1 l. c* N: U/ [: V0 Y3、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库  
' J' v1 e: |, D, f5 O
, K5 ~6 i: a/ m3 V) _) U+ q- o1 u4、按键管脚  PA11  PB4   

5   LED管脚 PC4 PC5 PB0 PB1
* B7 G  j! K" a
. v( r2 ^9 B! c3 u9 {1新建工程
1 R% I3 g7 P8 ]$ N  `' ^1.1New Project
  v$ T' ^; `) I/ }
# m! S  _- T# \

* o& i9 y8 H; J9 f1 搜索芯片型号
2选择芯片
3创建工程
! I& c$ a7 L, Z. o: {& H1 ~/ E1.2设置RCC  
/ J+ ]7 F- y' T" p( m9 o


1 点击RCC
2高速时钟(HSE)选择外部晶振
, B8 {4 `# L+ \& g3 X" _0 F% a3 软件自动配置管脚

1.3GPIO初始化
, c) K( R, M- m7 `
% P6 _: L0 G4 Q/ M) [' N6 g  i& NLED：4个GPIO_OUTPUT (输出模式)

2 P) t8 q7 g8 d7 P1 {4 d6 W) N按键：2个GPIO_EXITx（外部中断模式）
6 R: ?1 {) Y$ w( J. b, I
, D) p9 ~! ?3 O$ X# p  K2 ~

1 点击对应管脚
2 设置对应模式
- Z9 S: o( K1 F" g$ c
# k0 L2 J) Q( d7 b9 ?$ nGPIO的各种模式设置
) T+ f5 N( b; ]4 p4 c- i% c0 d

" o" a- ~! e! ~- h
GPIO output level   引脚电平设置   高/低
: W7 N& [* n, T( ]# tGPIO mode   GPIO模式     推挽输出/开漏输出
GPIO Pull-up/Pull-dowm   上拉下拉电阻      上拉电阻/下拉电阻/无上拉或下拉
; F# U& j! |9 u! S: C; }Maxinum output speed   引脚速度设置   低速/中速/高速
$ k  Q# t% u; D7 ]' m% wUser Label    用户标签   给引脚设置名称  如LED0
) t6 B1 b& ?+ A. L+ [2 L4 X
这里可以看出看和我们使用库函数的时候配置是一样的，但我们只需要动几下鼠标便可以完成操作，这正是STM32CubeMX的强大之处

2 W! ?! s7 S% J& r9 i/ @% g0 ~$ AGPIO_EXIT的6种模式

7 u$ V6 O4 J" d( h, {
$ _& y" e3 v. t+ e' o9 Q
我们的按键选择下降沿触发

1.4设置NVIC(嵌套向量中断控制器)


# A! `/ p$ Y2 c8 t
1点击NVIC2 勾选EXIT Line
2 interrupt 和 EXIT Line[15:12] interrupt 使能中断
  S; O- k, m1 e# Q' b
* T& h* k/ q* ]/ k1.5时钟源设置
$ C3 b% M  F9 U: F: _4 t# F, Y
+ z9 I; X# u* f3 S- e1 e
5 ^4 [* E8 s9 ?# V; e+ O+ i% W
4 i! d% f8 j- I$ X5 @8 ?+ e1选择外部时钟HSE 8MHz   
# F0 e8 l; z. z- C; U. f" Z/ H2PLL锁相环倍频9倍
. [" h& v7 l2 @2 I4 @* U. G/ X3系统时钟来源选择为PLL
; B5 ~" _1 {, R. P4设置APB1分频器为 /2
5 D+ s3 B! |/ h: d32的时钟树框图  如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细，超全面)》
7 h& Z2 {0 N2 t: _3 L* X5 v* f( `
2 I0 a# Y# _; D, \. z6 `1.6项目文件设置


' C% \$ W+ }! @. e  e7 N) {6 z$ k
& \* k1 s+ y/ r/ ^1 设置项目名称
5 t" U0 v; M+ o& k6 w2 N2 设置存储路径
3 选择所用IDE
; }" ^% S  {# ?


/ V" j( I4 O& a+ s1.7创建工程文件

然后点击GENERATE CODE  创建工程
: w  u  @% g% m
, F2 `1 _( P5 R

随后我们可以在stm32f1xx_it.c中看到我们所配置的中断服务函数  并且可以看到gpio的初始化分到了gpio.c里面
' _  V% K( x/ U3 F
, I9 W7 A2 M) U! n% }' y

我们看到他有一个HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler();函数

$ O, P: i7 Q# U1 R0 |' a: iGo To Definition 查看一下函数代码
0 O1 U5 h6 ~: j. {; A/ V* L/ ^


和我们库函数配置差不多，就是清除中断标志位,之后进入中断回调函数中

( A+ d0 s( O; }* G8 Y8 u在HAL库中，中断运行结束后不会立刻退出，而是会先进入相对应的中断回调函数，处理该函数中的代码之后，才会退出中断，所以在HAL库中我们一般将中断需要处理代码放在中断回调函数中，

配置下载工具
, ?4 A8 @4 g- e- G2 @4 \新建的工程所有配置都是默认的  我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行
/ w- j% [0 \& V6 u% ~" c; X# r
4 |' k, l$ T  V9 Z+ @- a

所有自己编写的代码请放在/* USER CODE BEGIN XXX */   /* USER CODE END XXX */之间

* t" i2 N% u) \& v4 q' R. g  `; b 这样我们修改工程的时候你自己写的代码就不会被删除
& `# f: z8 S5 K- K8 H, r+ F  I
+ s( X7 A9 o$ h# m% Y0 p: Z3 E

HAL库 GPIO函数库讲解
; @4 F( G+ X" l; d+ v' N# z( N- y在正常使用中，除了STM32CubeMX配置之外，我们有时候还需要自己配置一些东西，学习并理解HAL库，也是我们必须要学习的一个地方
/ J8 t! z0 G3 N$ H. P, N8 T2 |
1 x* X' L+ t/ r: F: P6 Y6 F" x首先打开stm32f4xx_hal_gpio.h  发现一共定义有8个函数
3 |+ k% D: U1 E, _
/ A7 F4 O  `# {

1. void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);
   
2. void HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin);
   
3. GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
   4 h9 I' w, [- p+ F+ x  {
4. void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);
   
5. void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
   ! L( o( k5 f. j) H
6. HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
   9 j, x' @( G. ]/ p
7. void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin);
   
8. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);

复制代码

1. void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);

复制代码

8 I* V/ Q9 X. f功能： GPIO初始化

实例：HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

1. void HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin);

复制代码

功能：在函数初始化之后的引脚恢复成默认的状态，即各个寄存器复位时的值
: x# b+ O$ z1 L1 [% z7 K
实例：HAL_GPIO_Init(GPIOC, GPIO_PIN_4);
# i' H3 d$ c% q& Z+ h0 W
4 O9 ]7 z- a( T2 F- C: O, A7 ~

1. GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

复制代码

5 d' D/ ^5 X2 Y功能：读取引脚的电平状态、函数返回值为0或1

3 r$ W% T* t0 s, z2 ^# y实例：HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4);
) v% M$ e8 ^* h6 Z  f2 i
9 p/ g: D! [. N/ s% C

1. void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);

复制代码

功能：引脚写0或1
& r+ r5 c/ ~" m- [/ a7 I- v
' F. m5 e0 V) g" b* M# m! W6 ?实例：HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_4,0);
' W7 g; x. f6 M  Q( G1 h9 P/ v

1. void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

复制代码

翻转引脚的电平状态   
6 D* K7 Z, z6 A/ z- u# d7 k
实例：HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_4);    常用在LED上
& e' A- j3 w# a2 M: ^9 Z) C; ]
1 z4 h/ K" H, |

1. HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

复制代码

, ~) G6 I& \+ d功能：锁住引脚电平，比如说一个管脚的当前状态是1，当这个管脚电平变化时保持锁定时的值。
* F- s& {( e, J/ b+ k
实例：HAL_GPIO_LockPin(GPIOC, GPIO_PIN_4);   
. V+ x6 S+ Q( P* a% [

1. void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin);

复制代码

功能：  外部中断服务函数，清除中断标志位
& s, Z  H) G8 h8 v0 k
实例：HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_4);   

1. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);

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功能：  中断回调函数，可以理解为中断函数具体要响应的动作。

实例：HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_PIN_4);   
8 k$ f9 g% ~8 p) b$ m5 F
0 x, ?# u  E! ]# J% e! b
& c4 E1 f+ j* A& S3 c5 i3 ZGPIO_InitTypeDef结构体定义
0 y! G9 B2 y' p8 q. z( F0 u- M$ s

1. typedef struct
   
2. {
   
3.   uint32_t Pin;       /*!<   选择引脚
   
4.                            */
   
5. 
   
6.   uint32_t Mode;      /*!< 设置引脚模式
     ^8 s8 f4 L9 q
7.                             */
   
8. 
   
9.   uint32_t Pull;      /*!< 引脚是否上拉或下拉
   , }; o; s6 e" g2 U' a
10.                            */
    
11. 
    1 s2 h, j7 y+ F+ G& Z
12.   uint32_t Speed;     /*!< 设置引脚速度
    , n) c$ y$ |! W# R( b/ Z8 |5 _- h
13.                             */
    
14. } GPIO_InitTypeDef;

复制代码

- q4 h6 A( [. `# ]同时，不管是标准库还是HAL库，都是基于寄存器开发的，寄存器编程在哪个库都是适用的

GPIO的相关配置寄存器
0 V5 s/ h; \7 B* g/ PSTM32的每组GPIO口包括7个寄存器。也就是说，每个寄存器可以控制一组GPIO的16个GPIO口。这7个寄存器分别为：
+ g' P3 ~5 Y  P% e* t
GPIOx_CRL：端口配置低寄存器（32位）
GPIOx_CRH：端口配置高寄存器（32位）
7 w8 B9 S# s7 E, nGPIOx_IDR：端口输入寄存器（32位）
( K  o7 h3 N5 z9 n4 UGPIOx_ODR：端口输出寄存器（32位）
4 a9 M! v7 ^7 x5 J# b5 y3 i- DGPIOx_BSRR：端口位设置/清除寄存器（32位）
GPIOx_BRR：端口位清除寄存器（16位）
! _' y& c, ?  w* C, ], O0 b' sGPIOx_LCKR：端口配置锁存寄存器（32位）

具体我们这里就不讲了，篇幅有限，可以到《STM32中文参考手册》中查看

% R' A% O7 d5 n: i关于GPIO的八种模式请参看 《STM32 GPIO八种模式及工作原理详解》

按键消抖：
! l" m3 W! d( b
3 X  k; k/ v, J- T! A% i  F) F0 N1 R

1. /**
   
2.   * 函数功能: 按键外部中断回调函数
   
3.   * 输入参数: GPIO_Pin：中断引脚
   
4.   * 返 回 值: 无
   
5.   * 说    明: 无
   
6.   */
   
7. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
   + x/ h4 W) l3 i! {2 T8 k$ i
8. {
   3 Y- Y$ {& A$ l
9.   if(GPIO_Pin==KEY1_GPIO_PIN)
   4 d- s  f) X+ O2 x
10.   {
    2 M! A4 l, {$ @' K9 {9 M: r
11.     HAL_Delay(20);/* 延时一小段时间，消除抖动 */
    8 i( G* ]6 g1 q! ]  {5 s6 w
12.     if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO,KEY1_GPIO_PIN)==KEY1_DOWN_LEVEL)
    & `( M: Z! U0 S  c8 L% A- Y3 U8 Y
13.     {
    
14.       BEEP_TOGGLE;
      [" z7 v) z, ], l) f; t
15.       LED1_ON;
    
16.       LED2_ON;
    3 [( T7 c5 c6 V: T+ o
17.       LED3_ON;
    
18.     }
    ( U# r) _# S) s8 |, o( S" c. q
19.     __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(KEY1_GPIO_PIN);
    : z( {2 E7 l: Q3 {- \
20.   }
    3 [6 u" s2 E! p  y
21.   else if(GPIO_Pin==KEY2_GPIO_PIN)
    8 s0 X' r' s$ @# _& b) S2 L* g4 t
22.   {
    9 Y1 ~! g8 J# u( B
23.     HAL_Delay(20);/* 延时一小段时间，消除抖动 */
    
24.     if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO,KEY2_GPIO_PIN)==KEY2_DOWN_LEVEL)
    
25.     {
    
26.       BEEP_TOGGLE;
    
27.       LED1_OFF;
    4 k: t' T+ |/ q3 E; v% v% P; T
28.       LED2_OFF;
    2 t. z6 q, w+ t; Z& H
29.       LED3_OFF;
    
30.     }
    
31.     __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(KEY2_GPIO_PIN);
    * W  ~: T0 S9 X' F* a6 L( {5 e
32.   }
    
33. }

复制代码