MCU點燈實驗小結

Rice_rice發表於2024-06-27

裝置採用晶片：STM32F407ZET6

4個LED燈，網路標號分別為LED0 ,LED1,FSMC D10,FSMC D11。對應的引腳號分別為PF9,PF10,PE12,PE13。

GPIO外設基本概念

General-Purpose Input Output，通用型輸入輸出的，也簡稱I/O口，有時也簡寫為IO口。用於電訊號的傳遞，以實現與外部器件的通訊、控制外部器件或者採集外部器件資料的功能。（在本次所用晶片中，共有114個GPIO引腳。）

對於MCU裝置和感測器之間，一般採用TTL電平訊號，即傳輸的電平訊號>2.4V就表示高電平，<0.4V就表示低電平。（另外還有RS232和RS485標準）

一般IO口的命名是由P(Pin)開頭，分為很多組(埠)，以字母AH來命名，每個組(埠)有16個引腳，引腳的編號為015，所以如埠A引腳範圍： PA0 ~ PA15 埠B引腳範圍：PB0~PB15。

第一步 . 查詢相應部分的原理圖

第二步 .分析原理圖

如上圖所示，該處發光二極體為單向導電性，輸出電平訊號0才能使電路走通。如果輸出電平訊號1，則二極體兩端電壓平衡，無法形成電流。

發光二極體需要單獨深入學習。

第三步 . 程式設計

1. 亮燈程式碼例項部分展示：

//1.定義變數
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructureF;//F埠
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructureE;//E埠
int main()//中文註釋
{
	//2.時鐘控制
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
	
   //3.設定結構體變數 F埠
   GPIO_InitStructureF.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_9| GPIO_Pin_10;
   GPIO_InitStructureF.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
   GPIO_InitStructureF.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推輓模式PP（都可以輸出），開漏輸出OD（只能輸出低電平）
   GPIO_InitStructureF.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
   GPIO_InitStructureF.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructureF);
	
   //3.設定結構體變數 E埠
   GPIO_InitStructureE.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14;
   GPIO_InitStructureE.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
   GPIO_InitStructureE.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
   GPIO_InitStructureE.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
   GPIO_InitStructureE.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
   GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructureE);
	 while (1)
   {
	   //亮燈
     GPIOF->BSRRL =GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10| GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14;
     GPIOE->BSRRL = GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14;
	return 0;
}

2. 程式碼拆分：

定義外設的結構體變數

GPIO外設結構體原型及代表含義如下：

typedef struct
{
  uint32_t GPIO_Pin;              
    //指定要配置的GPIO引腳。此引數可以是以下引數之一，設定與引腳號對應的編號
    /*
#define GPIO_Pin_0                 ((uint16_t)0x0001)  
#define GPIO_Pin_1                 ((uint16_t)0x0002) 
...
#define GPIO_Pin_15                ((uint16_t)0x8000)  
#define GPIO_Pin_All               ((uint16_t)0xFFFF)  
...
*/

  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;     
    // 指定選定引腳的操作模式，設定為以下引數之一
    /*
  GPIO_Mode_IN   = 0x00, //輸入模式，用得較多
  GPIO_Mode_OUT  = 0x01, //輸出模式，用的最多
  GPIO_Mode_AF   = 0x02, //複用模式，偶爾用
  GPIO_Mode_AN   = 0x03  //模擬模式
    */

  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;   
    // 指定選定引腳的速度，設定為以下引數之一，輸出速度指的是引腳電平的翻轉速度，如果選擇高速，則會增加功耗和噪聲。
    /*
  GPIO_Low_Speed     = 0x00, //2MHz
  GPIO_Medium_Speed  = 0x01, //25MHz
  GPIO_Fast_Speed    = 0x02, //50MHz
  GPIO_High_Speed    = 0x03  //100MHz
    */
                                       
  GPIOOType_TypeDef GPIO_OType;  
    //指定選定引腳的操作輸出型別，設定為以下引數之一
    /*
  GPIO_OType_PP = 0x00, //推輓輸出，可以輸出高和低電平
  GPIO_OType_OD = 0x01  //開漏輸出，只能輸出低電平，不能輸出高電平
    */

  GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd;     
    //指定選定接點的操作上拉/下拉，即GPIO引腳的內部電阻，設定為以下引數之一
   /*
  GPIO_PuPd_NOPULL = 0x00,
  GPIO_PuPd_UP     = 0x01,//上拉電阻，當外部沒有電平輸入或輸出時，可以給GPIO引腳一個預設的高電平狀態
  GPIO_PuPd_DOWN   = 0x02//下拉電阻，當外部沒有電平輸入或輸出時，可以給GPIO引腳一個預設的低電平狀態
   */
    }GPIO_InitTypeDef;
時鐘控制

開啟GPIO的外設時鐘

 //函式原型
 void RCC_AHB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState)；
 //用法示例
 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);

​ 因為STM32屬於低功耗的MCU，而為了降低功耗，所以STM32的MCU在復位之後預設會關閉絕大多數的外設的時鐘，所以使用者想要使用MCU內部的某個外設，就必須開啟該外設的時鐘（clock）。

對GPIO外設的初始化結構體中成員進行賦值

根據GPIO外設結構體原型，對每一個結構體成員進行賦值，解釋如下：

GPIO_InitStructureE.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_13| GPIO_Pin_14;//對13和14引腳進行操作
GPIO_InitStructureE.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//輸出模式
GPIO_InitStructureE.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推輓輸出
GPIO_InitStructureE.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//設定速率，預設選最高
GPIO_InitStructureE.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
透過init函式對把GPIO結構體中的值寫入到GPIO埠暫存器，完成初始化
 //函式原型
 void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)；
 //用法示例
 GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);

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