（1）STM32使用HAL庫操作GPIO

STM32 · 發表 2018-09-10 23:21:00

摘要：一初始化GPIO 使用HAL庫的優點在於不用手動新增初始化的程式碼了，CubeMX會根據軟體設定自動生成。自動生成的HAL庫GPIO初始化程式碼： static void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_Init...

一初始化GPIO

使用HAL庫的優點在於不用手動新增初始化的程式碼了，CubeMX會根據軟體設定自動生成。

自動生成的HAL庫GPIO初始化程式碼：


static void MX_GPIO_Init(void)
{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

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

/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);

/*Configure GPIO pin : PD11 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

/*Configure GPIO pins : PD12 PD13 PD14 PD15 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

}

順序：（1）定義結構體變數。（2）使能時鐘。（3）配置初始化電平。（4）通過結構體變數初始化GPIO。

1.首先定義一個結構體變數GPIO_InitStruct，該變數型別是GPIO_InitTypeDef。

GPIO_InitTypeDef 定義如下：


/** 
* @brief GPIO Init structure definition
*/ 
typedef struct
{
uint32_t Pin;/*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */

uint32_t Mode;/*!< Specifies the operating mode for the selected pins.
This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */

uint32_t Pull;/*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.
This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */

uint32_t Speed;/*!< Specifies the speed for the selected pins.
This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */

uint32_t Alternate;/*!< Peripheral to be connected to the selected pins. 
This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */
}GPIO_InitTypeDef;

作用是：設定要用的是哪個引腳、引腳工作模式、上拉還是下拉、速度、XX這個還不知道是幹嘛的XX。

2.使能時鐘。

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

這裡使能時鐘的方法與標準庫不一樣，HAL庫其實是巨集定義，標準庫則是函式。

巨集定義（使能H口的巨集定義）：


#define __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE()do { \
__IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOHEN);\
/* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOHEN);\
UNUSED(tmpreg); \
} while(0U)

這裡使能H口是因為H口接的外部晶振。

3.配置引腳的初始化電平。

/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);

這裡設定D口的pin12、pin13、pin14、pin15為高電平。如果最後一個引數是GPIO_PIN_RESET則為低電平。

4.通過結構體變數配置具體的引腳。


/*Configure GPIO pin : PD11 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

/*Configure GPIO pins : PD12 PD13 PD14 PD15 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

PD11為輸入，上拉。PD12-15為推輓輸出。所以分開配置。

總結一下：（1）定義結構體變數。（2）使能時鐘。（3）配置初始化電平。（4）通過結構體變數初始化GPIO。

其中，（3）和（4）可調換順序

二功能解釋

1.系統分析。

STM32F4Discovery的PD12-15的四個引腳是LED。

我們要做的功能是按鍵一次點亮一個LED（順時針PIN12-15，從PIN12開始）並關閉上一個LED。

首先我們需要一個標誌變數來代表當前正在亮的LED：

int LEDNUM_Flag = 12;

流程：按鍵掃描 -> 讀到Pin11按下 -> 關閉當前LEDNUM_Flag代表的LED（正在亮的） -> LEDNUM_Flag+1 -> 點亮當前LEDNUM_Flag代表的LED；

2.按鍵輸入。


_Bool GetPress(void)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==0)
{
HAL_Delay(10);//防抖
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==0)
{
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==0)//等待按鍵抬起。
{;}
return 1;
}
else return 0;
}
elsereturn 0;
}

3.點亮LED。


void TurnOnLED(int flag)
{
switch(flag)
{
case 12 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);
break;
case 13 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
break;
case 14 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET);
break;
case 15 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
break;
}
}

4.關閉LED。


void TurnOffLED(int flag)
{
switch(flag)
{
case 12 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);
break;
case 13 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
break;
case 14 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET);
break;
case 15 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);
break;
}
}

5.標誌變數自加。


void FlagPlus(int *flag)
{
(*flag)++;
if((*flag)==16)
{
(*flag)=12;
}
}

這裡一定要用指標，因為函式引數是值傳遞所以只能用指標來改變LEDNUM_Flag。

6.整合程式碼。


#include "main.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);

int LEDNUM_Flag = 12;

_Bool GetPress(void);

void TurnOnLED(int flag);

void TurnOffLED(int flag);

void FlagPlus(int *flag);

int main(void)
{

HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
//最開始先點亮PD12的LED
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET); 
while (1)
{
//有按鍵按下
if(GetPress()==1)
{
TurnOffLED(LEDNUM_Flag);
FlagPlus(&LEDNUM_Flag);
TurnOnLED(LEDNUM_Flag);
}
}
}

/** System Clock Configuration
*/
void SystemClock_Config(void)
{

RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;

/**Configure the main internal regulator output voltage 
*/
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();

__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

/**Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = 16;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 168;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}

/**Initializes the CPU, AHB and APB busses 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_DIV4;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
{
_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
}

/**Configure the Systick interrupt time 
*/
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq()/1000);

/**Configure the Systick 
*/
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

/* SysTick_IRQn interrupt configuration */
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}

/** Configure pins as 
* Analog 
* Input 
* Output
* EVENT_OUT
* EXTI
*/
static void MX_GPIO_Init(void)
{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

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

/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);

/*Configure GPIO pin : PD11 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

/*Configure GPIO pins : PD12 PD13 PD14 PD15 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

}

///////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////
_Bool GetPress(void)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==0)
{
HAL_Delay(10);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==0)
{
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==0)
{;}
return 1;
}
else return 0;
}
elsereturn 0;
}

void TurnOnLED(int flag)
{
switch(flag)
{
case 12 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);
break;
case 13 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
break;
case 14 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET);
break;
case 15 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
break;
}
}

void TurnOffLED(int flag)
{
switch(flag)
{
case 12 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);
break;
case 13 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
break;
case 14 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET);
break;
case 15 :
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);
break;
}
}

void FlagPlus(int *flag)
{
(*flag)++;
if((*flag)==16)
{
(*flag)=12;
}
}
///////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////// /**
* @briefThis function is executed in case of error occurrence.
* @paramNone
* @retval None
*/
void _Error_Handler(char * file, int line)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
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

三重要的API。


//IO口使能，注意這裡是D口
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

//設定推輓輸出的IO口輸出電平為低
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);

//設定推輓輸出的IO口輸出電平為高
HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);

//初始化一個IO口為輸入
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

//初始化IO為推輓輸出
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

//讀取一個輸入IO口的電平
HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11);

（1）STM32使用HAL庫操作GPIO

一 初始化GPIO

3.配置引腳的初始化電平。

4.通過結構體變數配置具體的引腳。

二 功能解釋

三 重要的API。

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