1.资源扩展板介绍
7 e+ r. [5 X  ]& g1.1硬件介绍
6 Q) r; m6 h$ S# b# s
' \2 ^( p8 n; J) B3 G" ~- J: K2 A- @
' N+ M) e' ^, i2 s9 M; S% O8 P: `6 ]
; o0 M# P+ c- {1.2资源扩展板可开发项目

# {4 }5 y5 D# E( S3 A: N9 ?
* x& o1 n$ \3 l0 i
2.Cortex-M4 GPIO编程
+ J: [) g1 E4 e4 y( P* ]9 |2 x/ n2.1 实验目的
熟悉STM32CubeIDE工具软件的使用。

掌握STM32CubeIDE软件的基本设计流程和设计步骤，能够使用工具进行设计、编程、仿真调试。
/ i& \8 g! D/ ?. ~& x4 G' _
& e( a- ?1 L! V学习GPIO口的使用方法，掌握如何利用STM32MP157A芯片的I/O口控制LED。

% U4 w0 y% r; ]/ H6 U9 F2.2 实验环境
# y( T1 C0 s0 m+ T! V1 GFS_MP1A开发平台

ST-Link仿真器
, v2 J" v( a5 c
4 j1 k1 b* {/ R6 ^) CSTM32CubeIDE开发软件

PC机 XP、Window7/10 (32/64bit)
* a) u' T; f0 d# o
2.3 实验原理
只要是对硬件操作，就要首先查看原理图。查看外设是和模块的MCU的哪个引脚相连。FS_MP1A开发平台上的LED的亮灭状态，与芯片上的引脚I/O输出电平有关。
6 L) a# A/ E5 M- Y% ?% P  P* L
* p, v- j  A5 v0 |* DFS_MP1A开发平台上LED的I/O：
( O7 ?  C$ {  {8 m) c0 H

/ o1 d2 i/ v0 I9 J3 G7 H7 d
) Z( Y2 a" Z  v5 ]7 M. N

$ f" O7 w5 X; v

1. /**
   ) i. V5 W/ x4 R, q3 ^5 W* z  D
2.   * @brief   GPIO Init structure definition
   
3.   */
   
4. typedef struct
   6 u2 r; N; o, U! i: Z5 z* P
5. {
   
6.   uint32_t Pin;       /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
   / ]  V* s; F7 d/ E* b
7.                            This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */
   
8. 
   & F, d. j3 X& Z7 `" a
9.   uint32_t Mode;      /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.
   
10.                            This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */
    3 r8 ]# o/ G/ ]2 h% M- H/ Z
11. 
    5 d8 W- L8 m# N4 V0 o0 z
12.   uint32_t Pull;      /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.
    
13.                            This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */
    
14. 
    
15.   uint32_t Speed;     /*!< Specifies the speed for the selected pins.
    
16.                            This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */
    
17. 
    
18.   uint32_t Alternate;  /*!< Peripheral to be connected to the selected pins.
    * q" A9 m- ?$ T) A: e- @
19.                             This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */
    8 ~8 v& u/ f/ d2 l( P% E  N) M
20. }GPIO_InitTypeDef;
    

复制代码

第一个成员变量Pin是所操作的管脚，第二个Mode是模式选择，第三个Pull是上拉下拉，或者都不加，第四个Speed是速度选择，第五个是管脚复用功能。一般我们只操作前四个。
+ h9 V& f( @3 z/ w5 A* Y( l6 Z
IO口可以由软件配置成4种模式，其实操作的是GPIO的端口模式寄存器：

5 p9 l; ~' D7 n# \8 L- W3 e% o输入（复位状态）/input（reset state）

: p9 J; D" I: z' g  ~# @通用输出模式 / general purpose output mode

6 J% S5 N$ k. j& s; J& c' m复用功能模式 / alternate function mode
, ?$ R# {- a( ?' Z
模拟模式 / analog mode

4 o5 U6 X+ N3 `9 B

1. #define  GPIO_MODE_INPUT        ((uint32_t)0x00000000U)   /*!< Input Floating Mode                 */
   " J0 l' b# R2 D" U4 c
2. #define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP    ((uint32_t)0x00000001U)   /*!< Output Push Pull Mode               */
   
3. #define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD    ((uint32_t)0x00000011U)   /*!< Output Open Drain Mode              */
   
4. #define  GPIO_MODE_AF_PP        ((uint32_t)0x00000002U)   /*!< Alternate Function Push Pull Mode   */
   & V! R; V9 U. n* j  u
5. #define  GPIO_MODE_AF_OD        ((uint32_t)0x00000012U)   /*!< Alternate Function Open Drain Mode  */

复制代码

6 s' P. g; p. E* W4 X- q上面给两个寄存器赋值了，1~4位是GPIO端口模式寄存器，5~8位是端口输出类型寄存器（决定是推挽输出还是开漏输出）。

STM32的GPIO端口在作为输出时，可以软件配置端口最大支持的时钟速率，下图是端口输出速度寄存器，有以下几种速度选择：
( K0 D4 T8 B. R, G- z5 T: M5 t9 i

1. /** @defgroup GPIO_speed_define  GPIO speed define
   ' W5 Q7 }/ I9 q5 E) K# Y1 D
2.   * @brief GPIO Output Maximum frequency
   
3.   * @{
   
4.   */
   ) P- O" T6 X2 L( c) b. n8 b6 h
5. #define  GPIO_SPEED_FREQ_LOW         ((uint32_t)0x00000000U)  /*!< Low speed     */
   - B3 t: C( O' J
6. #define  GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM      ((uint32_t)0x00000001U)  /*!< Medium speed  */
   " l/ R( j+ o7 ?5 Z+ b: n0 R7 s1 q
7. #define  GPIO_SPEED_FREQ_HIGH        ((uint32_t)0x00000002U)  /*!< Fast speed    */
   2 e! F# s2 L( m0 _1 ~. n, q
8. #define  GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH   ((uint32_t)0x00000003U)  /*!< High speed    */

复制代码

. }* t  j/ `3 M" _5 x' H" T( F9 kGPIO调用的HAL函数：
- X- T4 V; y; g6 A9 b
5 k& ^0 v; \8 `void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);

该函数其实是对BSRR寄存器进行操作。
( N3 X5 j6 w) T
0 A0 d: H- ~. P6 S$ a0 W; |第一个参数传的是GPIO所在的组，第二个是该组的几号管脚，第三个是对管脚进行置位。
' U( E7 T- D6 j
2.4 实验步骤
. m; s1 V, _; o8 l% ], K打开STM32CubeIDE->File->New->STM32 Project
. y' `! Z2 w1 Y
* I$ Z. P/ g- W( |* a
. F9 W" \# ~0 L  A' Q
9 O0 E$ d3 @2 b# ^: K可以在左侧搜索框内输入芯片型号STM32MP157A进行搜索，选择对应芯片，点击Next
3 D% l: D% ]: l. [. k' _


填写工程名，点击Finsh

( L* A) x: w6 t, X+ b
6 _. p9 i0 W1 v
点击Yes打开配置页面
0 Z: t% A( |& b0 k




搜索框内搜索LED对应GPIO引脚PZ5、PZ6、PZ7，左键点击设置为GPIO_Output
8 y3 c0 [% |/ L
+ G' c9 ?* k) |5 w

( x) }9 u6 i$ R7 A& I: z在Code Generator处选择为每个外设生成单独的C和H文件，这样设置方便阅读代码

" i& w5 n/ z0 }' r8 p+ G+ P
) p. T6 o5 J. M* d
完成以上设置后，Ctrl+S保存，会提示是否需要生成代码，选择Yes即可自动生成代码。系统会自动生成System Clock代码
) o; R0 ]% a( \% Q) _  r" k
7 d. t4 u& l3 ?: c

可以在左侧工程文件夹找到LED_CM4子工程,打开main.c
7 l' p& @! t* d

' Z7 B: K) ?) X+ s
添加GPIO函数说明：
; N) b: W- H3 z& V8 v+ S
我们需要在main.c中添加GPIO相关函数，GPIO初始化函数和GPIO引脚输出电平高低函数

8 y3 `  h/ c* y" L

1. void bsp_led_init(void)
   
2. {
   
3. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   
4. __HAL_RCC_GPIOZ_CLK_ENABLE();
   
5. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
   ' f% Y& v5 @& C% o% K+ p- ]
6. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);
   
7. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);
   # V/ Q  p' X% O6 x5 |5 V8 D
8. GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
   : W6 K8 l! p/ F& P! S) U
9. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
   
10. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
11. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    7 R7 I# ]( h4 O4 C
12. HAL_GPIO_Init(GPIOZ, &GPIO_InitStruct);
    
13. GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
    " `  Y- ~& S) Q- b8 X
14. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    / c; a- R+ i: d  }9 ^+ F1 D  l  t
15. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
16. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    ! X& E( x& C# V+ o
17. HAL_GPIO_Init(GPIOZ, &GPIO_InitStruct);
    
18. GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7;
    3 ^. E# }) B( e/ s: P1 T
19. GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    2 v9 g& u1 [3 \1 r
20. GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    
21. GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    
22. HAL_GPIO_Init(GPIOZ, &GPIO_InitStruct);
    
23. }
    
24. 
    
25. void bsp_led_on(void)
    & B9 K/ o) [/ K5 t+ @; x
26. {
    
27. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
    
28. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET);
    
29. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);
    7 @; D+ v; Q6 _# }5 T8 L1 W0 j9 f
30. }
    
31. void bsp_led_off(void)
    ' X4 K  s- `  V
32. {
    
33. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
    
34. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET);
    
35. HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);
    6 @) Y! y5 C- i
36. }

复制代码

在main.c中调用这三个函数实现GPIO的初始化和通过改变GPIO引脚高低电平来改变LED灯的状态


2 @' k. ?% Q4 H: _' q% t7 Z
上述为新建工程配置过程，可参考16.3.2章节进行导入已有工程，工程存放路径【华清远见-FS_MP1A开发资料\02-程序源码\ARM体系结构与接口技术\Cortex-M4部分\1_LED】

配置完成或导入工程后进行程序下载，具体步骤参考16.3.3节进行开发板连接，程序编译、下载

4 b1 ~, z4 N6 M2.5 实验现象
% C2 D/ Q% H) S5 b; l9 x可看到LED灯循环亮灭



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; E: ~% F7 i1 n) x# j7 H8 F& E版权声明：华清远见IT开放实验

# J% b  r3 M" ]# |9 g  _# n