devbox
很楠不爱3
这个屌丝很懒，什么也没留下！
关注作者
热门标签
热门文章
当前位置:   article > 正文

STM32-GPIO输入输出(hal库)_gpio_af5_spi3

作者：很楠不爱3 | 2024-02-21 19:37:57

赞

踩

gpio_af5_spi3

1、GPIO功能概述

（1）概述

STM32F407ZG有8个16引脚的GPIO端口。还有一个12引脚的PI端口。

GPIO端口都连接在AHB1总线上，自高时钟频率168MHz。

GPIO引脚能承受5V电压.

每个GPIO端口有4个32位寄存器，用于配置GPIO引脚的工作模式；1个32位输入数据寄存器和1个32位输出数据寄存器，还有复用功能选择寄存器等。

（2）GPIO引脚可以配置多种工作模式：

输入浮空（input floating）：作为GPIO输入引脚，不使用上拉或下拉电阻。

输入上拉（input pull-up），作为GPIO输入引脚，使用内部上拉电阻。当没有外部输入时，引脚输入电平为高电平。

输入下拉（input pull-down）：作为GPIO输入引脚，使用内部下拉电阻。当没有外部输入时，引脚输入电平为低电平。

模拟（analog）：作为GPIO模拟引脚，用于ADC输入引脚或DAC输出引脚。

具有上拉或下拉的开漏输出（output open-drain）：如果不使用上拉或下拉电阻，开漏输出1时引脚为高阻态，输出0时引脚是低电平。这种模式可用于共用总线的信号。

具有上拉或下拉的推挽输出（output push-pull）：如果不使用上拉或下拉电阻，推挽输出1时引脚是高电平，输出0时引脚为低电平。若需要增强引脚输出驱动能力，就可以使用上拉。例如需要GPIO引脚输出高电平点亮LED时。

具有上拉或下拉的复用功能推挽（afternate function push-pull）。

具有上拉或下拉的复用功能开漏（afternate function open-drain）。

2、GPIO的HAL驱动程序

HAL_GPIO_Init() GPIO引脚初始化

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

参数1 GPIO_TypeDef *GPIOx，定义了各个端口的各个寄存器的偏移地址，实际调用HAL_GPIO_Init()时使用端口的基地址作为参数GPIOx的值。在stm32f407xx.h中定义了各个端口的基地址。

  1. #define GPIOA               ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
  2. #define GPIOB               ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
  3. #define GPIOC               ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
  4. #define GPIOD               ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
  5. #define GPIOE               ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
  6. #define GPIOF               ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
  7. #define GPIOG               ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)
  8. #define GPIOH               ((GPIO_TypeDef *) GPIOH_BASE)
  9. #define GPIOI               ((GPIO_TypeDef *) GPIOI_BASE)

参数2GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init，定义了GPIO引脚的属性。

  1. //定义GPIO属性的结构体
  2. typedef struct
  3. {
  4.   uint32_t Pin;
  5.   uint32_t Mode;
  6.   uint32_t Pull;
  7.   uint32_t Speed;
  8.   uint32_t Alternate;
  9. }GPIO_InitTypeDef;
  1. //Pin定义GPIO的引脚
  2. #define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001)
  3. #define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002)
  4. #define GPIO_PIN_2                 ((uint16_t)0x0004)
  5. #define GPIO_PIN_3                 ((uint16_t)0x0008)
  6. #define GPIO_PIN_4                 ((uint16_t)0x0010)
  7. #define GPIO_PIN_5                 ((uint16_t)0x0020)
  8. #define GPIO_PIN_6                 ((uint16_t)0x0040)
  9. #define GPIO_PIN_7                 ((uint16_t)0x0080)
  10. #define GPIO_PIN_8                 ((uint16_t)0x0100)
  11. #define GPIO_PIN_9                 ((uint16_t)0x0200)
  12. #define GPIO_PIN_10                ((uint16_t)0x0400)
  13. #define GPIO_PIN_11                ((uint16_t)0x0800)
  14. #define GPIO_PIN_12                ((uint16_t)0x1000)
  15. #define GPIO_PIN_13                ((uint16_t)0x2000)
  16. #define GPIO_PIN_14                ((uint16_t)0x4000)
  17. #define GPIO_PIN_15                ((uint16_t)0x8000)
  18. #define GPIO_PIN_All               ((uint16_t)0xFFFF)
  19. ​
  20. #define GPIO_PIN_MASK              0x0000FFFFU
  1. //Mode定义引脚功能模式设置
  2. #define  GPIO_MODE_INPUT     MODE_INPUT 
  3.     /*！<输入浮空模式*/
  4. #define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP    (MODE_OUTPUT | OUTPUT_PP)
  5.     /*！<推挽输出模式*/
  6. #define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD    (MODE_OUTPUT | OUTPUT_OD)
  7.     /*！<开漏输出模式*/
  8. #define  GPIO_MODE_AF_PP   (MODE_AF | OUTPUT_PP)             
  9.     /*！<复用功能推挽模式*/
  10. #define  GPIO_MODE_AF_OD   (MODE_AF | OUTPUT_OD) 
  11.     /*！<复用功能开漏模式*/
  12. #define  GPIO_MODE_ANALOG   MODE_ANALOG 
  13.     /*！<带上升沿触发检测的外部中断模式*/
  14. #define GPIO_MODE_IT_RISING 0x10110000U 
  15.     /*！<带上升沿触发检测的外部中断模式*/
  16. #define GPIO_MODE_IT_FALLING 0x10210000U 
  17.     /*！<带下降沿触发检测的外部中断模式*/
  18. #define GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING 0x10310000U 
  19.     /*！<带上升沿/下降沿触发检测的外部中断模式*/
  20. ​
  21. #define  GPIO_MODE_EVT_RISING 0x10120000u   
  22.     /*!<具有上升沿触发器检测的外部事件模式*/
  23. #define  GPIO_MODE_EVT_FALLING 0x10220000u   
  24.     /*!< 具有下降沿触发器检测的外部事件模式*/
  25. #define  GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING 0x10320000u   
  26.     /*!< 具有下降沿/下降沿触发器检测的外部事件模式*/
  27. ​
  1. //pull定义是否使用内部上拉或下拉电阻
  2. #define  GPIO_NOPULL        0x00000000U /*!< 无上拉或下拉*/
  3. #define  GPIO_PULLUP        0x00000001U /*!< 上拉*/
  4. #define  GPIO_PULLDOWN      0x00000002U /*!< 下拉*/
  1. //Speed定义输出模式引脚的最高输出频率
  2. #define  GPIO_SPEED_FREQ_LOW       0x00000000U //2MHz
  3. #define  GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM    0x00000001U //12.5-50MHz
  4. #define  GPIO_SPEED_FREQ_HIGH      0x00000002U //25-100MHz
  5. #define  GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH 0x00000003U //50-200MHz
  1. //Alternate定义引脚复用功能
  2. #define GPIO_AF1_TIM1          ((uint8_t)0x01) 
  3. #define GPIO_AF1_TIM2          ((uint8_t)0x01)
  4. #define GPIO_AF4_I2C1          ((uint8_t)0x04)
  5. #define GPIO_AF4_I2C2          ((uint8_t)0x04)
  6. #define GPIO_AF4_I2C3          ((uint8_t)0x04) 
  7. #define GPIO_AF5_SPI1          ((uint8_t)0x05) 
  8. #define GPIO_AF5_SPI2          ((uint8_t)0x05) 
  9. #define GPIO_AF5_SPI3          ((uint8_t)0x05) 
  10. #define GPIO_AF7_USART1        ((uint8_t)0x07)  
  11. #define GPIO_AF7_USART2        ((uint8_t)0x07) 
  12. #define GPIO_AF7_USART3        ((uint8_t)0x07)

HAL_GPIO_DeInit() GPIO引脚反初始化，恢复为复位后的状态。

HAL_GPIO_WritePin() 使引脚输出0或1

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

PinState是引脚输出电平，是枚举类型GPIO_PinState,.

  1. typedef enum
  2. {
  3.     GPIO_PIN_RESET = 0,
  4.     GPIO_PIN_SET
  5. }GPIO_PinState;

例如，要使PF9和PF10输出低电平，使用下面代码：

HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_RESET);

如果要输出高电平，使用下面代码：

HAL_GPIO_WritePin(GPIOF,GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET);

HAL_GPIO_ReadPin() 读取引脚输入电平

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_PIN);

HAL_GPIO_TogglePin() 反转引脚的输出

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t,GPIO_PIN);

HAL_GPIO_LockPin() 锁定引脚配置，而不是锁定引脚的输入或输出状态

3、GPIO使用示例

（1）电路资源

资源：

2个LED灯：由+3.3V电源驱动，当GPIO引脚输出为0时，LED点亮。当GPIO引脚输出为1时，LED熄灭。与LED连接的引脚PF9和PF10要设置为推挽输出。

4个按键：KeyUp键，外端接+3.3V，在按键按下时，输入PA0的是高电平，所以引脚PA0应该被设置为输入下拉。在按键未按下时，输入0；

另外3个按键，连接在PE2/PE3/PE4上，外端接地。按键按下时，输入低电平，所以使用输入上拉。

1个有源蜂鸣器：控制端在PF8，应设置为推挽输出。当PF8输出0时，蜂鸣器响，输出为1时，蜂鸣器不响。

原理图：

（2）功能要求

按下KeyLeft键时，使LED1的输出翻转。

按下KeyRight键时，使LED2的输出翻转。

按下KeyUp键时，使LED1和LED2的输出都翻转。

按下KeyDown键时，使蜂鸣器的输出翻转。

（3）软件配置

SYS组件中，设置Debug接口为Serial Wire。

RCC组件中，设置HSE为Crystal/Ceramic Resonator。

在时钟树上，设置HSE频率8MHz，实际开发板就是8MHz，主锁相环选择HSE作为时钟源，设置HCLK频率168MHz，软件自动配置时钟树。

根据3.3.2配置GPIO引脚。

用户标签引脚名称引脚功能GPIO模式上拉或下拉
LED1PF9GPIO_Output推挽输出无
LED2PF10GPIO_Output推挽输出无
KeyRightPE2GPIO_Input输入上拉
KeyDownPE3GPIO_Input输入上拉
KeyLeft4PE4GPIO_Input输入上拉
KeyUpPA0GPIO_Input输入下拉
buzzerPF8GPIO_Output推挽输出无

4、代码

（1）GPIO初始化

  1. void MX_GPIO_Init(void)
  2. {
  3. ​
  4.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  5. ​
  6.   /* GPIO Ports Clock Enable */
  7.   __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
  8.   __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  9.   __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  10.   __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  11. ​
  12.   /*Configure GPIO pin Output Level */
  13.   HAL_GPIO_WritePin(Buzzer_GPIO_Port, Buzzer_Pin, GPIO_PIN_SET);
  14. ​
  15.   /*Configure GPIO pin Output Level */
  16.   HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, LED1_Pin|LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  17. ​
  18.   /*Configure GPIO pins : PEPin PEPin PEPin */
  19.   GPIO_InitStruct.Pin = KeyRight_Pin|KeyDown_Pin|KeyLeft_Pin;
  20.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  21.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  22.   HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
  23. ​
  24.   /*Configure GPIO pins : PFPin PFPin PFPin */
  25.   GPIO_InitStruct.Pin = Buzzer_Pin|LED1_Pin|LED2_Pin;
  26.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  27.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  28.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  29.   HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
  30. ​
  31.   /*Configure GPIO pin : PtPin */
  32.   GPIO_InitStruct.Pin = KeyUp_Pin;
  33.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  34.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
  35.   HAL_GPIO_Init(KeyUp_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
  36. ​
  37. }

（2）时钟初始化

  1. void SystemClock_Config(void)
  2. {
  3.   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  4.   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  5. ​
  6.   /** Configure the main internal regulator output voltage
  7.   */
  8.   __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  9.   __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  10. ​
  11.   /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  12.   * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  13.   */
  14.   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  15.   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  16.   RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  17.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  18.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
  19.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
  20.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 168;
  21.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  22.   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
  23.   if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  24.   {
  25.     Error_Handler();
  26.   }
  27. ​
  28.   /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  29.   */
  30.   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
  31.                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  32.   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  33.   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  34.   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  35.   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  36. ​
  37.   if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
  38.   {
  39.     Error_Handler();
  40.   }
  41. }

（3）按键处理函数

  1. typedef enum{
  2.     Key_NONE = 0,   //没有那件按键被按下
  3.     Key_LEFT,       //KeyLeft
  4.     Key_RIGHT,      //KeyRight
  5.     Key_UP,         //KeyUp
  6.     Key_DOWN        //KeyDown
  7. }KEYS;
  8. ​
  9. KEYS ScanPressedKey(uint32_t timeout)
  10. {
  11.     KEYS key = Key_NONE;
  12.     uint32_t tickstart = HAL_GetTick();     //当前技术值
  13.     const uint32_t btnDelay = 20;           //按下按键的抖动，延时在采样时间
  14.     GPIO_PinState keyState;                 //引脚输入状态
  15.     while(1)
  16.     {
  17.         keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KeyLeft_GPIO_Port,KeyLeft_Pin);
  18.         if(keyState == GPIO_PIN_RESET)
  19.         {
  20.             HAL_Delay(btnDelay);            //延时跳过前抖动期
  21.             keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KeyLeft_GPIO_Port,KeyLeft_Pin);     //再采样
  22.             if(keyState == GPIO_PIN_RESET)
  23.                 return Key_LEFT;
  24.         }
  25. ​
  26.         keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KeyRight_GPIO_Port,KeyRight_Pin);
  27.         if(keyState == GPIO_PIN_RESET)
  28.         {
  29.             HAL_Delay(btnDelay);            //延时跳过前抖动期
  30.             keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KeyRight_GPIO_Port,KeyRight_Pin);       //再采样
  31.             if(keyState == GPIO_PIN_RESET)
  32.                 return Key_RIGHT;
  33.         }
  34. ​
  35.         keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KeyDown_GPIO_Port,KeyDown_Pin);
  36.         if(keyState == GPIO_PIN_RESET)
  37.         {
  38.             HAL_Delay(btnDelay);            //延时跳过前抖动期
  39.             keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KeyDown_GPIO_Port,KeyDown_Pin);     //再采样
  40.             if(keyState == GPIO_PIN_RESET)
  41.                 return Key_DOWN;
  42.         }
  43. ​
  44.         keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KeyUp_GPIO_Port,KeyUp_Pin);
  45.         if(keyState == GPIO_PIN_SET)
  46.         {
  47.             HAL_Delay(btnDelay);            //延时跳过前抖动期
  48.             keyState = HAL_GPIO_ReadPin(KeyUp_GPIO_Port,KeyUp_Pin);     //再采样
  49.             if(keyState == GPIO_PIN_SET)
  50.                 return Key_UP;
  51.         }
  52. ​
  53.         if(timeout != KEY_WAIT_ALWAYS)
  54.         {
  55.             if((HAL_GetTick() == tickstart) > timeout)
  56.                 break;
  57.         }
  58.     }
  59.     return key;
  60. }
  61. ​

声明：本文内容由网友自发贡献，不代表【wpsshop博客】立场，版权归原作者所有，本站不承担相应法律责任。如您发现有侵权的内容，请联系我们。转载请注明出处：https://www.wpsshop.cn/w/很楠不爱3/article/detail/126076
推荐阅读
相关标签

Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有，并保留所有权利。

  

闽ICP备14008679号