STM32 HAL库常用GPIO函数以及外部中断配置与响应流程

只看该作者 · 2023-12-27 16:26

HAL库常用GPIO函数：

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)

这个函数主要用来初始化我们需要用到的引脚，设置其工作频率、工作模式、上下拉等参数。如果使用CubeMX配置工程，所有参数在Cube中调配，函数自动在工程中生成。

void HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin)

HAL_GPIO_Init能够实现对GPIO的初始化，那么HAL_GPIO_DeInit就是与其相反的操作，能够将GPIO口恢复至默认状态，即各个寄存器复位时的值。

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

只看该作者 · 2023-12-27 16:31

这个函数主要功能是读取我们想要知道的引脚的电平状态、函数返回值为0或1。

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

该函数是让某个端口输出0或1。

只看该作者 · 2023-12-27 16:31

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

该函数的功能是翻转某个端口的电平状态。

只看该作者 · 2023-12-27 16:31

HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

该函数的功能是锁住某个端口的电平值，当该端口电平变化时，仍保持原本的值。注意的是：一旦锁住后，就不能再修改，只有复位后才可以重新配置。

只看该作者 · 2023-12-27 16:31

这是GPIO的模式锁定，根本就不是电平锁定，简单来说就是有个GPIO已经设定为推挽输出模式，只要将该GPIO锁定，后面你的代码执行该GPIO变成输入模式的代码将不起作用，最主要作用是在强干扰环境下防止意外跑飞导致修改io的模式状态导致严重意外问题，只能说一般平常环境是用不上的。

只看该作者 · 2023-12-27 16:32

究竟何用待摸索。

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)

该函数是用来相应外部中断的中断服务函数。（当发生中断的时候，程序就会执行中断服务函数。每当一个事件发生，就会最终调用相应的中断处理回调函数，我们在回调函数中编写真正的控制逻辑即可。中断服务函数就是终止程序运行的函数，回调函数是程序在终止之后希望执行的操作）

只看该作者 · 2023-12-27 16:32

函数有两个功能：

1.clear IT，即清除中断标记位。

2.调用外部中断回调函数。

__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)

该函数是外部中断的中断回调函数，在函数中写入外部中断触发的内容。

只看该作者 · 2023-12-27 16:32

需要注意的是：回调函数定义为弱函数（ __weak ），故不需要在stm32l4xx_hal.c中对其进行修改。HAL_GPIO_EXTI_Callback可以在用户文件中实现。

__weak的使用：加上了__weak修饰符的函数，用户可以在用户文件中重新定义一个同名函数，最终编译器编译的时候，会选择用户定义的函数，如果用户没有重新定义这个函数，那么编译器就会执行__weak声明的函数，并且编译器不会报错。所以我们可以在别的地方定义一个相同名字的函数，而不必也尽量不要修改之前的函数。

只看该作者 · 2023-12-27 16:33

注意：

使用CubeMX创建外部中断时，中断服务函数和中断回调函数并不会在main函数中直接出现，需要到stm32f1xx_hal_gpio.h中去找到这两个函数。（不是gpio.h，gpio.h是用户文件，而stm32f1xx_hal_gpio.h是库文件）

只看该作者 · 2023-12-27 16:33

然后到.c文件中找到回调函数，并且在其中写用户代码。

只看该作者 · 2023-12-27 16:33

但是这样写的话，用户代码就不再main函数以及用户文件夹中了，可以采用以下写法：

由于该回调函数是_weak弱定义，所以我们可以直接在main函数中再定义一个相同的回调函数，并在其中撰写用户代码，这样就解决了上述问题。

只看该作者 · 2023-12-27 16:33

其中中断服务函数最后会被stm32f1xx_it.c中的EXIT1_IRQHandler();函数调用。

然后接着调用中断回调函数。主要流程就简化为：

EXTI1_IRQHandler();

调用

HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler();

调用

HAL_GPIO_EXTI_Callback();

即系统中断服务函数调用HAL库中断处理函数（使用HAL库函数的好处在下文有讲）。

只看该作者 · 2023-12-27 16:34

GPIO外部中断执行流程：

1.打开外部中断：

首先是main函数中GPIO初始化函数：

只看该作者 · 2023-12-27 18:58

其中HAL_NVIC_SetPriority();是设置中断优先级函数。

HAL_NVIC_EnabledIRQ();是中断开启函数。

外部中断线和引脚的映射配置在下文提及。

在stm32f1xx_hal_cortex.c文件中可找到HAL_NVIC_SetPriority();和HAL_NVIC_EnabledIRQ();函数，但是重点关注HAL_NVIC_EnabledIRQ();函数：

只看该作者 · 2023-12-27 18:58

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在stm32f1xx_hal_cortex.c文件中可找到HAL_NVIC_SetPriority();和HAL_NVIC_EnabledIRQ();函数，但是重点关注HAL_NVIC_EnabledIRQ();函数：

只看该作者 · 2023-12-27 18:58

再往下就是寄存器的操作了：（在core_cm3.h文件中）

只看该作者 · 2023-12-27 18:58

2.外部中断响应过程：

当外部中断引脚出现电平变化时，触发外部中断。

微控制器暂停当前程序的执行，根据中断向量表跳转到EXTI1_IRQHandler();函数。

只看该作者 · 2023-12-27 18:59

其中中断向量表是在启动文件startup_stm32f103xb.s中由ST公司定义的：

只看该作者 · 2023-12-27 18:59

其中由ST公司定义的中断服务函数默认为死循环，但是因为他们的函数属性都是_weak，所以在CubeMX中打开中断后，就会在stm32f1xx_it.c中自动生成同名的中断服务函数EXTI1_IRQHandler();