藍橋杯嵌入式之點燈

1、GPIO口簡單介紹

通用並行介面GPIO包括多個16位I/O埠（GPIOA~GPIOG），每個埠可以獨立設定4種輸入方式（浮空、上拉、下拉和模擬）和4種輸出方式（通用推輓、通用開漏、複用推輓和複用開漏）。

2、Cube中對GPIO的設定

點選引腳檢視中的引腳標籤，會彈出一個功能選擇選單，包括引腳的通用功能和複用功能，和一個復位狀態鍵，可以取消引腳配置。

這裡我們先選擇輸出模式進行演示

對引腳進行配置

這樣我們就對一個引腳進行了基本的配置。

3、LED電路圖

開啟比賽用資料夾中的產品手冊，找到其中的LED電路圖

可以看到LED採用共陽模式電路，且並不是陰極直接與微控制器IO口相連，而是連線了一個鎖存器74HC573。74HC573包含八路3態輸出的非反轉透明鎖存器，是一種高效能矽柵CMOS器件。資料夾中也有74HC573的英文文件。

其中，D*是輸入端，Q*是輸出端，1引腳OE#是輸出使能，11引腳LE是鎖存使能，輸入與輸出中間還有一個內部資料保持器。

微控制器引腳PC8~PC15與鎖存器8個輸入引腳相連，鎖存器11引腳LE與PD2相連，當 LE = 0 （PD2輸出0）時，PC8~PC15與74HC573內部資料保持器的輸入端斷開；當 LE = 1 （PD2輸出1）時，PC8~PC15與74HC573內部資料保持器的輸入端連通。

鎖存器1引腳OE#接地，即輸出端與保持器的資料會一直保持一致。

因此，我們操作LED的步驟為：

1、復位PC的16個埠（置1），防止其他對PC埠的操作影響到LED的正常顯示

2、將需要點亮的LED對應引腳置為0（LED採用共陽模式）；

LD8 LD7 LD6 LD5 LD4 LD3 LD2 LD1

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PC15 PC14 PC13 PC12 PC11 PC10 PC9 PC8

3、PD2置1，使LE = 1，此時鎖存器透明，單機埠與對應的鎖存器輸入端、輸出端狀態一致；

4、再將PD2置，斷開IO口與輸入端的連線，鎖存器輸出端狀態保持，實現了對LED的操作。

4、Cube MX配置PC8~PC15

在Cube 中對PC8~PC15進行配置：

PC8~PC15都配置為輸出模式：初始低電平，推輓輸出，不上拉不下拉，低速

推輓輸出模式（Push-Pull Output）：輸出引腳可以提供高電平和低電平，能夠提供較大的輸出電流。在輸出高電平時，輸出引腳與VCC連線；在輸出低電平時，輸出引腳與地連線。

PC8~PC15都無外部上拉電阻，所以要用推輓輸出。

最後，建立\更新工程。

5、LED模組編寫

為了方便開發、修改，我們採用模組化的程式設計，為每個模組新建一對.c，.h檔案，再在主函式中匯入使用。

在工程資料夾中新建一個“USER”子資料夾，用於存放使用者編寫的外設程式。

新建外設.c、.h檔案

把檔案載入到工程中：

1、開啟工程專案管理

2、新建分組並命名

3、往新建的“USER”分組中新增LED.c檔案

4、把LED.h標頭檔案加入編譯路徑中

先在.h標頭檔案中編寫以下語句：

1、2句為定義__LED_H這個宏，同時防止標頭檔案多重包含

4句為包含“main.h”，其中有一些全域性的宏定義、函式宣告等等

7句 #endif 為結束標記，之後要記得多回車一行，防止報錯。

這是一個自編標頭檔案基本的一個初始框架，之後就根據需要在標頭檔案中宣告編寫的函式，變數，宏定義等。

接下來我們在LED.c中編寫LED的顯示函式

函式名：led_disp，輸入變數：led_dat

//LED顯示函式
//輸入：led_dat,一個八位chat型變數，高位對應LD8，低位對應LD1,對應位為1時，該LED亮
void led_disp(unsigned char led_dat)
{
	GPIOC->ODR = ~led_dat <<8;	//將需要點亮的LED對應IO口置0（共陽模式）
	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET);		//使能鎖存，LE = 1，IO口資料傳遞至鎖存器輸出端
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET);	//失能鎖存，LE = 0，鎖存器輸出端保持狀態，且不再受IO口影響

}

GPIOC->ODR是GPIO C 的輸出資料暫存器（Output Data Register），用於控制該埠的輸出狀態。

記得在函式最後多打一行空行，要不然會報警告。

HAL_GPIO_WritePin 是STM32的HAL庫提供的函式之一，用於設定指定GPIO引腳的輸出電平。

GPIOx：要操作的GPIO埠，如 GPIOA、GPIOB、GPIOC 等。
GPIO_Pin：要操作的引腳，可以是多個引腳的組合，如 GPIO_PIN_0、GPIO_PIN_1、GPIO_PIN_2 等，也可以透過按位或（|）將多個引腳組合在一起。
PinState：要設定的引腳狀態，可以是 GPIO_PIN_SET 表示設定引腳為高電平，或者 GPIO_PIN_RESET 表示設定引腳為低電平。

最後，在LED.h中宣告下剛寫的led_disp函式，LED的模組就寫好了。