|**银杏科技有限公司旗下技术文档发布平台** |||| |技术支持电话|**0379-69926675-801** ||| |技术支持邮件|Gingko@vip.163.com ||| ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | V1.0 | 2019-12-26 | gingko | 初次建立 | ===== 实验二：GPIO输出实验——ARM驱动三色LED ===== === 一、 实验目的与意义 === -了解STM32 GPIO结构 -了解STM32 GPIO 特征 -了解三色LED特征和应用领域 -掌握STM32 HAL库中GPIO属性的配置方法 -掌握KEILMDK 集成开发环境使用方法 === 二、 实验设备及平台 === -iCore3 双核心板[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-251734908.16.351d704dx6vdgW&id=524229438677|点击购买]] -JLINK（或相同功能）仿真器[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w137644-251734891.20.33e5532frQp3BZ&id=554869837940|点击购买]] -Micro USB线缆 -Keil MDK 开发平台 -STM32CubeMX开发平台 -装有WIN XP（及更高版本）系统的计算机 === 三、 实验原理 === **STM32 GPIO简介** *STM32F4每组通用I/O 端口包括4 个32 位配置寄存器（MODER、OTYPER、OSPEEDR 和PUPDR）、2 个32 位数据寄存器（IDR 和ODR）、1 个32 位置位/复位寄存器(BSRR)、1 个32 位锁定寄存器(LCKR) 和2 个32 位复用功能选择寄存器（AFRH 和AFRL）等。 **GPIO可以配置成以下8种工作模式：** ***浮空输入：**此端口在默认情况下什么都不接，呈高阻态，这种设置在数据传输时用的比较多。 ***上拉输入：**上拉输入模式与浮空输入模式相比，仅仅是在数据通道上部，接入了一个上拉电阻，这个上拉电阻的阻值介于30K~50K欧姆，CPU可以随时在输入数据寄存器的另一端，读出I/O端口的电平状态。这种模式的好处在于我们什么都不输入时，由于内部上拉电阻的原因，处理器会觉得我们输入了高电平，这就避免了不确定的输入。该端口在默认情况下输入为高电平。 ***下拉输入：**下拉输入模式与浮空输入模式相比，仅仅是在数据通道上部，接入了一个下拉电阻。与上拉输入模式类似，这种模式的好处在于外部没有输入时，由于内部下拉电阻的原因，我们的处理器会觉得我们输入了低电平。 ***模拟功能：**STM32的模拟输入通道的配置很简单，信号从I/O端口直接进入ADC模块。此时，所有的上拉、下拉电阻和施密特触发器，均处于断开状态，因此输入数据寄存器将不能反映端口上的电平状态，也就是说，模拟输入配置下，信号不经过输入数据寄存器，CPU不能在输入数据寄存器上读到有效的数据。该输入模式，使我们可以获得外部的模拟信号。 ***开漏输出：**开漏输出不可以直接输出高电平，开漏输出的输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行。 ***推挽输出：**推挽输出可以输出高、低电平，连接数字器件；推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源决定。 ***开漏复用输出：**GPIO的基本功能是普通的I/O，而STM32有自己的各个功能模块，这些内置外设的外部引脚是与标准GPIO复用的，当作为这些模块的功能引脚时就叫复用。开漏复用输出功能模式与开漏输出模式相比，不同的是输出控制电路的输入，是和片上外设的输出信号相连即与复用功能的输出端相连，此时，输出数据寄存器在输出通道被断开。 ***推挽复用输出：**推挽复用输出功能模式与推挽输出模式相比，不同的是输出控制电路的输入，是和片上外设的输出信号相连，即与复用功能的输出端相连，而输出数据寄存器在输出通道被断开。 *本实验通过STM32的三个GPIO口驱动三色LED的三个通道；设定GPIO为推挽输出模式。采用灌电流的方式与LED连接，输出高电平LED灭，输出低电平LED亮。 驱动示意图如下图所示。 {{ :icore3:icore3_arm_2_1.png?direct&400 |驱动示意图}} === 四、 实验程序 === -主函数 while (1) { //三色LED循环闪烁 LED_RED_ON; LED_BLUE_OFF; LED_GREEN_OFF; HAL_Delay(500); //延时500ms LED_RED_OFF; LED_BLUE_ON; LED_GREEN_OFF; HAL_Delay(500); LED_RED_OFF; LED_BLUE_OFF; LED_GREEN_ON; HAL_Delay(500); } - GPIO初始化 void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE(); //GPIOH、GPIIOA和GPIOI端口时钟使能 HAL_GPIO_WritePin(GPIOI, LED_RED_Pin|LED_GREEN_Pin|LED_BIUE_Pin, GPIO_PIN_SET); //PI5、PI6、PI7、接三色LED灯，PI5、PI6、PI7置高电平，灯熄灭 GPIO_InitStruct.Pin = LED_RED_Pin|LED_GREEN_Pin|LED_BIUE_Pin; //设置连接三色LED灯的IO端口 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //输出类型为推挽输出 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; //上拉输出 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; //设置I/O输出等级 HAL_GPIO_Init(GPIOI, &GPIO_InitStruct); } *void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)这个函数有两个参数，第一个参数是用来指定需要初始化的GPIO对应的GPIO组，取值范围为GPIOA~GPIOK。第二个参数为初始化参数结构体指针，结构体类型为GPIO_InitTypeDef。 typedef struct { uint32_t Pin; // 配置IO端口 uint32_t Mode; // 配置IO模式 uint32_t Pull; // 配置IO上下拉 uint32_t Speed; //配置IO速度等级 uint32_t Alternate; //要连接到所选引脚的外围设备 }GPIO_InitTypeDef; === 五、 实验步骤 === -把仿真器与iCore3的SWD调试口相连（直接相连或者通过转接器相连）； -把iCore3通过Micro USB线与计算机相连，为iCore3供电； -打开Keil MDK 开发环境，并打开本实验工程； -烧写程序到iCore3上； -也可以进入Debug 模式，单步运行或设置断电运行观察三色LED状态。 === 六、 实验现象 === *iCore3 双核心板上与ARM相连的三色LED（PCB上标示为ARM▪LED），红色、绿色、蓝色交替点亮。 ===== 实验二:GPIO输出实验——STM32CubeMX配置GPIO ===== === 配置过程 === *1.在主界面选择File-->New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_1.png?direct |}} *2.出现芯片型号选择，搜索自己芯片的型号，双击型号，或者点击Start Project进入配置在搜索栏的下面，提供的各 种查找方式，可以选择芯片内核，型号，等等，可以帮助你查找芯片。本实验选取的芯片型号为：STM32F407IGTx。 {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_2.png?direct |}} *3.配置RCC，使用外部时钟源 {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_3.png?direct |}} *4.配置调试引脚 {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_4.png?direct |}} *5将LED对应的3个引脚（PI5，PI6，PI7）设置为GPIO_Output {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_5.png?direct |}} *6引脚模式配置 {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_6.png?direct&900 |}} *7时钟源设置，选择外部高速时钟源，配置为最大主频 {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_7.png?direct&900 |}} *8工程文件的设置, 这里就是工程的各种配置 我们只用到有限几个，其他的默认即可。IDE我们使用的是 MDK5 {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_8.png?direct |}} *9点击Code Generator，进行进一步配置 {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_9.png?direct |}} ** Copy all used libraries into the project folder** \\ 将HAL库的所有.C和.H都复制到所建工程中 \\ **优点：**这样如果后续需要新增其他外设又可能不再用STM32CubeMX的时候便会很方便\\ **缺点：**体积大，编译时间很长 ** Copy only the necessary library files** \\ 只复制所需要的.C和.H（推荐） \\ **优点：**体积相对小，编译时间短，并且工程可复制拷贝\\ **缺点：**新增外设时需要重新用STM32CubeMX导入 ** Add necessary library files as reference in the toolchain project configuration file** \\ 不复制文件，直接从软件包存放位置导入.C和.H \\ **优点：**体积小，比较节约硬盘空间\\ **缺点：**复制到其他电脑上或者软件包位置改变，就需要修改相对应的路径自行选择方式即可 *10然后点击GENERATE CODE 创建工程 {{ :icore3:icore3_arm_hal_2_10.png?direct |}} 创建成功，打开工程。