STM32使用HAL库操作GPIO
发布时间：2023-06-30 00:00:35
一 初始化GPIO使用HAL库的优点在于不用手动添加初始化的代码了，CubeMX会根据软件设置自动生成。
自动生成的HAL库GPIO初始化代码：
复制代码复制代码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);
}复制代码复制代码顺序：（1）定义结构体变量。（2）使能时钟。（3）配置初始化电平。（4）通过结构体变量初始化GPIO。
1.首先定义一个结构体变量GPIO_InitStruct，该变量类型是GPIO_InitTypeDef。
GPIO_InitTypeDef 定义如下：
复制代码复制代码/**
@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;复制代码复制代码
作用是：设置要用的是哪个引脚、引脚工作模式、上拉还是下拉、速度、XX这个还不知道是干嘛的XX。
2.使能时钟。
/ GPIO Ports Clock Enable / HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();这里使能时钟的方法与标准库不一样，HAL库其实是宏定义，标准库则是函数。
宏定义（使能H口的宏定义）：
复制代码复制代码
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)
复制代码复制代码这里使能H口是因为H口接的外部晶振。
3.配置引脚的初始化电平。
/Configure GPIO pin Output Level / HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);这里设置D口的pin12、pin13、pin14、pin15为高电平。如果最后一个参数是GPIO_PIN_RESET则为低电平。
4.通过结构体变量配置具体的引脚。
复制代码复制代码 /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);复制代码复制代码
PD11为输入，上拉。PD12-15为推挽输出。所以分开配置。
总结一下：（1）定义结构体变量。（2）使能时钟。（3）配置初始化电平。（4）通过结构体变量初始化GPIO。
其中，（3）和（4）可调换顺序
二 功能解释1.系统分析。
STM32F4Discovery的PD12-15的四个引脚是LED。
我们要做的功能是按键一次点亮一个LED（顺时针PIN12-15，从PIN12开始）并关闭上一个LED。
首先我们需要一个标志变量来代表当前正在亮的LED：
int LEDNUM_Flag = 12;流程：按键扫描 -> 读到Pin11按下 -> 关闭当前LEDNUM_Flag代表的LED（正在亮的） -> LEDNUM_Flag+1 -> 点亮当前LEDNUM_Flag代表的LED；
2.按键输入。
复制代码复制代码_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)//等待按键抬起。 {;} return 1; } else return 0; } else return 0;}复制代码复制代码
3.点亮LED。
复制代码复制代码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; }}复制代码复制代码
4.关闭LED。
复制代码复制代码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; }}复制代码复制代码
5.标志变量自加。
复制代码复制代码void FlagPlus(int flag){ (flag)++; if((flag)==16) { (flag)=12; }}复制代码复制代码
这里一定要用指针，因为函数参数是值传递所以只能用指针来改变LEDNUM_Flag。
6.整合代码。
复制代码复制代码
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(); //最开始先点亮PD12的LED HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET); while (1) { //有按键按下 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; } else return 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; }}///////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////////////////////////////////////// /**
@brief This function is executed in case of error occurrence.
@param None
@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
复制代码复制代码三 重要的API。复制代码复制代码//IO口使能， 注意这里是D口__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
//设置推挽输出的IO口输出电平为低HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);
//设置推挽输出的IO口输出电平为高HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);
//初始化一个IO口为输入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为推挽输出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);
//读取一个输入IO口的电平HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11);复制代码
