基于hal库，GPIO的主要内容。

发表于 2023-12-27 14:42

前言：
因学业繁忙，停更了许久，暑假来袭，也有些空余时间，想在这更新下。这里我想了下，下面只介绍四节内容。其实这一块已经学完好久了，只是没有时间去更新。

1、GPIO

2、串口

3、定时器

4、ADC DAC

我认为这四个内容比较重要。

电赛实验室培训用到的第一个外设就是GPIO，当然这也是最简单的一个外设了，学习的话，当然要从容易的开始学习啦。在学习之前，我们还是先看一看这块板子吧，这介绍了很多外设。这里我拿的是正点原子的板子举例的，自己本身用的不是这块板子。（都是STM32F407）

这期呢，我会介绍如何利用按键点亮一个led灯，这里用到的就是引脚的I/O口，点灯大师就是我。

发表于 2023-12-27 14:42

一、GPIO的原理
介绍：
GPIO是通用输入输出端口的简称，简单来说就是stm32可控制的引脚。

每个通用 I/O 端口包括 4 个 32 位配置寄存器（GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、 GPIOx_OSPEEDR 和 GPIOx_PUPDR）、2 个 32 位数据寄存器（GPIOx_IDR 和 GPIOx_ODR）、1 个 32 位置位/复位寄存器 (GPIOx_BSRR)、1 个 32 位锁定寄存器 (GPIOx_LCKR) 和 2 个 32 位复用功能选择寄存器（GPIOx_AFRH 和 GPIOx_AFRL）

发表于 2023-12-27 14:42

功能：
STM32 提供了大量的 GPIO 引脚，可用于与其他外部设备进行数字信号通信。这些引脚可配置为输入或输出，并具有中断功能。

发表于 2023-12-27 14:43

功能：
STM32 提供了大量的 GPIO 引脚，可用于与其他外部设备进行数字信号通信。这些引脚可配置为输入或输出，并具有中断功能。

发表于 2023-12-27 14:43

二、基本外设介绍即代码
我觉得单片机最基本的外设就是按键和LED灯，所以这里就介绍一下这块的代码。
LED
首先介绍LED，我们学习一块单片机首先要看原理，熟悉它的引脚与外设的基本对应关系，在使用cubemx的时候也就十分方便。

发表于 2023-12-27 14:43

我们看到LED0和LED1，引脚对应是PF9和PF10，发光二极管具有单向导通性，左边为高电平，所以只用当PF9和PF10为低电平时，发光二极管才能被点亮，反之，则会熄灭。这里也讲一下简单的cubemx的配置

发表于 2023-12-27 14:43

将我们芯片的PF9和PF10设置为输出模式即GPIO_Output，这里的LED相当于外设，输出外设。

发表于 2023-12-27 14:44

把我们的GPIO输出电平改为高电平，初始状态灯灭，选择我的的推挽输出。

开漏模式：输出 0 时，N-MOS 导通，P-MOS 不被激活，输出0。

输出 1 时，N-MOS 高阻， P-MOS 不被激活，输出1（需要外部上拉电路）；此模式可以把端口作为双向IO使用。

发表于 2023-12-27 14:44

推挽模式：输出 0 时，N-MOS 导通，P-MOS 高阻，输出0。

输出 1 时，N-MOS 高阻，P-MOS 导通，输出1（不需要外部上拉电路）。

既不上拉也不下拉，输出速度低速就够了，然后可以将我们的引脚名字改为LED0和LED1，其他配置与我之前所发第一篇大致相同。这里就可以生成keil文件了。

发表于 2023-12-27 14:44

发表于 2023-12-27 14:44

在while内写入这段代码，执行起来的效果就是每隔1s两个灯闪烁一次。

复制

 /* USER CODE BEGIN WHILE */

  while (1)

  {

                HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin,GPIO_PIN_RESET);//灯亮

                //HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);//上方是因为命名过后，也可以这么写.

                HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);

                HAL_Delay(500);

                HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin,GPIO_PIN_SET);//灯灭

                HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);

                HAL_Delay(500);

    /* USER CODE END WHILE */

 

    /* USER CODE BEGIN 3 */

  }

发表于 2023-12-27 14:44

高低电平

按键
接下来介绍单片机的按键，按键属于输入外设，首先看引脚图，按键按下PE3就接低电平，读取引脚的电平，当读取到低电平表明按键被按下。如果没被按下，PE3就接高电平。

发表于 2023-12-27 14:45

接下来就是配置，PE3选择输入模式

发表于 2023-12-27 14:45

选择上拉模式，更名为KEY1，然后就可以形成keil文件了。这里我也看到一篇关于介绍GPIO输入输出模式的博客，供大家参考

发表于 2023-12-27 14:45

这里按键会存在抖动，这里不做介绍了，网上也有很多博客讲关于软件消抖。

发表于 2023-12-27 14:45

/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin)==0)
{
HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin,GPIO_PIN_RESET);//灯亮
}
else
{
HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin,GPIO_PIN_SET);
}

发表于 2023-12-27 14:45

按键1按下灯0亮，松开灯灭。

发表于 2023-12-27 14:46

矩阵键盘
这里还介绍一个4*4的矩阵键盘的代码，可能有些问题，只提供一个思路
uint8_t keypad_read(void)
{
   uint8_t row, col;
const uint8_t row_pins[4] = {ROW1_Pin, ROW2_Pin, ROW3_Pin, ROW4_Pin};
const uint8_t col_pins[4] = {COL1_Pin, COL2_Pin, COL3_Pin, COL4_Pin};
const uint8_t keymap[4][4] = {
      {'1', '2', '3', 'A'},
      {'4', '5', '6', 'B'},
      {'7', '8', '9', 'C'},
      {'*', '0', '#', 'D'}
};
for (row = 0; row < 4; row++)
{
      // 设置当前行为低电平
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, row_pins[row], GPIO_PIN_RESET);

      for (col = 0; col < 4; col++)
{
         // 检查列引脚是否为低电平
HAL_Delay(20);
         if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, col_pins[col]) == GPIO_PIN_RESET)
{
            // 按键被按下，返回对应的键值
            return keymap[row][col];
         }
      }

      // 设置当前行回高电平
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, row_pins[row], GPIO_PIN_SET);
}

return 0; // 未检测到按键
}

GPIO这就讲到这里，欢迎各位大佬指正错误，谢谢大家。

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