STM32 HAL库 STM32CubeMx -- GPIO输入_hal库gpio输入

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一、GPIO输入模式详解

STM32F103系列的I/O引脚共有8种工作模式，
其中输入模式有四种：输入浮空（GPIO_Mode_IN_FLOATING）、输入上拉(GPIO_Mode_IPU)、输入下拉(GPIO_Mode_IPD)、模拟输入(GPIO_Mode_AIN)

输入浮空（GPIO_Mode_IN_FLOATING）

输入引脚即不接高电平，也不接低电平，用于标准的通讯协议，比如IIC、USART的等，如果想用做按键检测等功能，需外部使用上拉或下拉电阻；

输入上拉(GPIO_Mode_IPU)

相当于输入浮空用来按键检测外加上拉电阻，只不过这个是内部上拉，省去了外部电路；

输入下拉(GPIO_Mode_IPD)

相当于输入浮空用来按键检测外加下拉电阻，只不过这个是内部下拉，省去了外部电路；

模拟输入(GPIO_Mode_AIN)

信号进入后不经过上拉电阻或者下拉电阻，关闭施密特触发器，经由另一线路把电压信号传送到片上外设模块。比如传送给ADC模块，由ADC采集电压信号。所以可以理解为模拟输入的信号是未经处理的信号；

读管脚上的信息时,设置为输入上拉(GPIO_Mode_IPU)

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二、GPIO 相关函数介绍

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

功能： GPIO初始化

实例：HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);


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GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
功能：读取引脚的电平状态、函数返回值为0或1

实例：HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4);


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void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);
功能：引脚写0或1 、 GPIO_PIN_RESET 或 GPIO_PIN_SET

实例：HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_4,0);


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void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
翻转引脚的电平状态   

实例：HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_4);    常用在LED上


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void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);
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);    


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三、STM32CubeMx 配置

为了介绍GPIO输入模式，这里选择使用示例，按键控制一个LED灯的反转；
即为，设置一个GPIO为输出模式，将这个GPIO连接一个LED灯；
设置另一个GPIO为输入模式，将这个GPIO连接一个按键；

基础STM32CubeMx的配置可以参考这篇STM32 CubeMx教程 – 基础知识及配置使用教程

首先在界面选择建立新的工程

选择芯片型号：

配置RCC时钟，选择外部晶振模式

配置SYS debug模式，由于我使用的是ST-Link ，所以选择使用Serial Wire

观察原理图，可以知道，LED灯是PA8引脚，按键是PC1引脚，所以设置PA8为输出模式，设置PC1为输入模式；

配置GPIO输出模式配置：

初始电平设置为低电平，输出模式采用推挽输出（大部分情况下使用这个，有些还会使用开漏输出），不使用内部电阻设置上拉下拉，最大输出速度设置为高；

配置GPIO输入模式：

GPIO mode：

Output Push Pull：推挽输出，能输出高低电平，且高低电平都有驱动能力,对应标准库函数中的“GPIO_Mode_Out_PP”

Output Open Drain：开漏输出，只能输出低电平，需要借助外部上拉电阻才能输出高电平，对应标准库函数中的“GPIO_Mode_Out_OD”

Analog mode：模拟输入，ADC采样信号输入引脚的配置模式，对应标准库函数中的“GPIO_Mode_AIN”

Alternate Function Push Pull：推挽式复用功能，对应标准库函数中的“GPIO_Mode_AF_PP”

Input mode：输入模式，配合No pull-up/pull-down可形成GPIO_Mpde_IN_FLOATING、GPIO_Mode_IPD、GPIO_Mode_IPU等不同工作模式
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GPIO Pull-up/Pul-down

No pull-up/pull-down：无内部上拉或下拉，意味着使用默认初始化电平

Pull-up：内部上拉，GPIO初始化为高电平
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User Label：用户标签，可以按照需要给引脚命名

根据上面的原理图可知，按键另一头接的是GND，即为低电平，所以这个按键需要设置初始化为高电平，当按下按键以后就可以读取到低电平；

所以GPIO模式选择，输入模式；GPIO选择上拉输入，初始化为高电平；

时钟树配置：

配置项目设置：

配置Code Generator

生成工程

四、代码讲解

实现按键转换LED灯的效果；
代码逻辑 ：if(按键是否按下) --> 翻转LED灯电平

可以先上面这样写；
经过实验可以知道，按键不灵敏可能实现按一下，闪好几下的现象；
可以在加一个软件的按键消抖；

  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)  //判断PC1引脚是否为低电平
		{
			HAL_Delay(200); //延时200ms
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_1)==GPIO_PIN_RESET)  //判断PC1引脚是否为低电平
			{
				HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_8);  //  翻转PA8的电平
			}
		}
  }
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HAL_Delay(200) 是延迟函数，我这里硬件不怎么灵敏所以延时时间大一点，正常的20ms就行了；也可以自己实验，自己选择一个合适的延时参数；

附录

本文中出现的代码：STM32 HAL库 GPIO输入输出