STM32学习笔记2——再探GPIO

STM32学习笔记3——时钟系统

STM32学习笔记4——外部中断

STM32学习笔记1——点亮第一盏LED灯

本文不特殊说明都以stc32F103C8为例，软件平台为KEIL5V5.15
首先这次我们用寄存器直接点亮LED灯
LED电路图如下图：

可以看出如果需要点亮一盏LED灯只需要IO口输出高电平即可，本次以GPIOB为例子。


点亮LED灯


控制IO输出高电平通常需要三步：
1.开启时钟：因为STM32为了节约消耗，故上电时候外设时钟默认不开启。故我们需要开始GPIO的时钟。
2.设置GPIO输出模式：stm32F103提供了4种输出模式和3种输出速度：
- 通用输出推挽
- 通用输出开漏
- 复用输出推挽：串口输出
- 复用输出开漏：IIC


推挽输出电路如下图：

两个三极管都是半个周期导通，轮流导通。从而减低了功耗，提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路，管子导通电阻都很小，使RC常数很小，转变速度很快。因此，推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。所以推挽输出可以输出高低电平，但输出幅度取决于输入，不可控。


开漏输出电路如下图：

从图中可以看出，当没有上拉电平和上拉电阻，当IN输出低电平时候，OUT输出低电平，当IN输出高电平时,OUT处于开漏状态，电平状态未知，当加上拉电阻时候，则上拉电平跟上拉电阻有关。
开漏输出相当于三极管集电极，故它只能输出低电平，需要接上拉电阻才能得到高电平。开漏是用来连接不同电平的器件。很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）
而且可以将多个开漏输出的管脚，连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
3.输出高电平


寄存器设置

1.设置时钟寄存器
首先GPIO是挂载在APB2总线上的，APB2时钟使能寄存器为RCC_APB2ENR，如下图

故只需开启GPIOB的时钟，即将RCC_APB2ENR第3位置1


2.设置IO口输出状态
有关寄存器为GPIOB_CRL和GPIOB_CRH，如下图：

可以看出只需要设置MODEx[1：0]即可，我们可将他置01，设置成中速即可，则默认为推挽输出


3.设置IO口输出电平
IO电平有3个寄存器有关，分别是GPIOB_ODR,GOIOB_BSRR，和GPIOB_BRR；其中GOIOB_BSRR为置位/复位寄存器，GPIOB_BRR为复位寄存器，这两个寄存器都是间接控制GPIOB_ODR即端口数据输出寄存器，故为了初学方便，我们直接控制GPIOB_ODR寄存器。寄存器相关内容如下：

因为寄存器可以写和读，故可以直接置1即可。


注意事项：
1.需要提前设定相关总线和寄存器地址，如下表：

2.初学者为了简单，通常都操作GPIOx_ODR寄存器，但实际上我还是推荐使用GPIOx_BSRR寄存器，因为BSRR只有写操作，和ODR要经历读——写操作，时间显然慢很多，而且使用BSRR不会被中断打断。


以下附代码（灯接GPIOB_8~15）

1. /*定义相关寄存器地址*/
   
2. #define GPIOB_ODR            *(unsigned int *)(0x40010C00+0x0c)
   
3. #define GPIOB_CRH            *(unsigned int *)(0x40010C00+0x04)
   
4. #define RCC_APB2ENR          *(unsigned int *)(0x40021000+0x18)
   
5. /*延时函数*/
   
6. void delay(){
   
7.     unsigned long n = 30000,j;
   
8.     while(n--){
   
9.         j = 12;
   
10.         while(j--);
    
11.     }
    
12. }
    
13. int main(){
    
14.     unsigned char i;
    
15. 
    
16.     /*开启时钟*/
    
17.     RCC_APB2ENR |= 1<<3;
    
18. 
    
19.     /*配置PB8到PB15推挽输出，中速模式*/
    
20.     GPIOB_CRH |= 0x33333333;        
    
21. 
    
22.     while(1){
    
23.         /*闪烁两次*/
    
24.         GPIOB_ODR |= 0XFF00;
    
25.         delay();
    
26.         GPIOB_ODR &= ~0XFF00;
    
27.         delay();
    
28. 
    
29.         GPIOB_ODR |= 0XFF00;
    
30.         delay();
    
31.         GPIOB_ODR &= ~0XFF00;
    
32.         delay();
    
33.         GPIOB_ODR = 0x0100;
    
34.         /*流水灯*/
    
35.         for(i = 0;i<7;i++){
    
36.             GPIOB_ODR<<=1;
    
37.             delay();
    
38.         }
    
39.         for(i = 0;i<7;i++){
    
40.             GPIOB_ODR>>=1;
    
41.             delay();
    
42.         }
    
43. 
    
44.     }
    
45. 
    
46. }

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