手把手教你使用HAL库开发入门——成为点灯大师_hal库使用教程

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前言

非常感谢百问网黄老师的授课和解答，非常推荐同学们上百问网学习嵌入式知识
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基础知识

时钟

• HSI：内部高速时钟
• LSI：内部低速时钟
• HSE：外部高速时钟
• LSE：外部低速时钟

因为内部的时钟容易受芯片温度的影响，所以精准度不太好。所以一般采用使用外部是时钟。

GPIO的输入输出模式

• 推挽输出：
  推挽结构由两个MOS管按互补对称的方式连接，任意时刻总是其中一个三极管导通，另一个三极管截止。如 ①所示，内部由一个P-MOS管和一个N-MOS管组成，两个MOS管的栅极（ Gate， G）接到
  了左侧“输出控制” ，漏极（ Drain， D）接到外部输出， P-MOS管的源极（ Source， S）接到VDD（ 3.3V），N-MOS管的源极接到Vss（ 0V）。
  MOS管作为开关使用，“输出控制”向两个MOS管栅极加一定电压， P-MOS管源极和漏极之间导通，VDD 经过P-MOS管的S->G->D输出， N-MOS管处于高阻态（电阻很大，近似开路），整体对外为高电平；“输出控制”取消向两个MOS管栅极施加电压， P-MOS管源极和栅极截止，P-MOS管处于高阻态， N-MOS管源极和漏极导通，整体对外为低电平。
  推挽模式，让“输出控制”变为了VDD/Vss输出，使得输出电流增大，提高了输出引脚的驱动能力，提高
  了电路的负载能力和开关的动作速度。

• 开漏输出
  开漏模式下，“输出控制”不会控制P-MOS管， “输出控制”只会向N-MOS管栅极加一定电压， 两个
  MOS管都处于截止状态，两个漏极处于悬空状态，称之为漏极开路。“输出控制”取消栅极的施加电压， PMOS管依旧处于高阻态， N-MOS管导通，整体对外为低电平。
  

• 复用推挽输出/复用开漏输出
  GPIO引脚除了作为通用输入/输出引脚使用外，还可以作为片上外设（ USART、 I2C、 SPI等）专用引脚，即一个引脚可以有多种用途，但同一时刻一个引脚只能使用复用功能中的一个。
  当引脚设置为复用功能时，可选择复用推挽输出模式或复用开漏输出模式，在设置为复用开漏输出模式
  时，需要外接上拉电阻。

• 上拉输入
  如②所示， VDD经过开关、上拉电阻，连接外部I/O引脚。当开关闭合， 外部I/O无输入信号时，默认输入高电平。
  该模式的典型应用就是外接按键，当没有按键按下时候， MCU的引脚为确定的高电平，当按键按下时候，引脚电平被拉为低电平。

• 下拉输入
  如②所示， Vss经过开关、下拉电阻，连接外部I/O引脚。当开关闭合，外部I/O无输入信号时，默认输入低电平。

• 浮空输入
  如②所示，两个上/下拉电阻开关均断开，既无上拉也无下拉， I/O引脚直接连接TTL肖特基触发器，此时I/O引脚浮空，读取的电平是不确定的，外部信号是什么电平， MCU引脚就输入什么电平。 MCU
  复位上电后，默认为浮空输入模式。

• 模拟输入
  如②所示，两个上/下拉电阻开关均断开，同时TTL肖特基触发器开关也断开，引脚信号直接连接模拟输入，实现对外部信号的采集。

CubeMX配置

第一步，设置时钟


第二步，配置GPIO引脚
首先查看原理图，找到LED和按键

Keil编程

主程序

main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2022 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();//系统时钟配置

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init(); //GPIO初始化
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
      while(1){
          if(GPIO_PIN_RESET==HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)){
                HAL_Delay(8);//延迟一下，消除按键的抖动
              if(GPIO_PIN_RESET==HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0)){ //还是0，就表示按下
                  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);//灯亮
              }else{
                  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);//灯灭
              }
          }
      }
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : PA0 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;  
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : PA1 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽输出
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;   //上拉
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */


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实验现象

没有问题