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第 1 章 Cortex-M4 GPIO编程
1.1 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。 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。 1.2 实验环境 FS_MP1A开发平台 ST-Link仿真器 STM32CubeIDE开发软件 PC机 XP、Window7/10 (32/64bit) 1.3 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。 FS_MP1A开发平台上LED的I/O: /** * @brief GPIO Init structure definition */ typedef struct { uint32_t Pin; /*!《 Specifies the GPIO pins to be configured. This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */ uint32_t Mode; /*!《 Specifies the operating mode for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */ uint32_t Pull; /*!《 Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */ uint32_t Speed; /*!《 Specifies the speed for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */ uint32_t Alternate; /*!《 Peripheral to be connected to the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */ }GPIO_InitTypeDef; 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。 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: 输入(复位状态)/input(reset state) 通用输出模式 / general purpose output mode 复用功能模式 / alternate function mode 模拟模式 / analog mode #define GPIO_MODE_INPUT ((uint32_t)0x00000000U) /*!《 Input Floating Mode */ #define GPIO_MODE_OUTPUT_PP ((uint32_t)0x00000001U) /*!《 Output Push Pull Mode */ #define GPIO_MODE_OUTPUT_OD ((uint32_t)0x00000011U) /*!《 Output Open Drain Mode */ #define GPIO_MODE_AF_PP ((uint32_t)0x00000002U) /*!《 Alternate Function Push Pull Mode */ #define GPIO_MODE_AF_OD ((uint32_t)0x00000012U) /*!《 Alternate Function Open Drain Mode */ 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: /** @defgroup GPIO_speed_define GPIO speed define * @brief GPIO Output Maximum frequency * @{ */ #define GPIO_SPEED_FREQ_LOW ((uint32_t)0x00000000U) /*!《 Low speed */ #define GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM ((uint32_t)0x00000001U) /*!《 Medium speed */ #define GPIO_SPEED_FREQ_HIGH ((uint32_t)0x00000002U) /*!《 Fast speed */ #define GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH ((uint32_t)0x00000003U) /*!《 High speed */ GPIO调用的HAL函数: 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。 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。 1.4 实验步骤 打开STM32CubeIDE-》File-》New-》STM32 Project 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 填写工程名,点击Finsh 点击Yes打开配置页面 搜索框内搜索LED对应GPIO引脚PZ5、PZ6、PZ7,左键点击设置为GPIO_Output 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 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 可以在左侧工程文件夹找到LED_CM4子工程,打开main.c 添加GPIO函数说明: 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 void bsp_led_init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; __HAL_RCC_GPIOZ_CLK_ENABLE(); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET); GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOZ, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOZ, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOZ, &GPIO_InitStruct); } void bsp_led_on(void) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET); } void bsp_led_off(void) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET); } 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 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 1.5 实验现象 可看到LED灯循环亮灭。 |
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