1.基于HAL库开发的STM32学习笔记一：STM32的GPIO开发基础

1.基于HAL库开发的STM32学习笔记一：STM32的GPIO开发基础

一、GPIO端口知识要点
1.GPIO：General Purpose Input & Output
2.STM32芯片最拥有GPIOA、GPIOB…GPIOG等7组端口，每组端口最多拥有Pin0、Pin1…Pin15共16个引脚。
3.STM32的每个I/O端口都可以自由编程，但I/O端口寄存器必须按32位字被访问。STM32的每个I/O端口都由7个寄存器来控制。
4.STM32的GPIO端口可以由软件配置成8种模式：
推挽输出、开漏输出、推挽式复用功能、开漏式复用功能；
模拟输入、浮空输入、下拉输入、上拉输入。

二、GPIO控制中常用的HAL函数
1.GPIO电平输出

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);

参数1：GPIOx，端口号，如：GPIOB,GPIOF。
参数2：GPIO_Pin，引脚号，如：GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_12。
参数3：PinState，引脚输出状态。高电平----GPIO_PIN_SET；低电平----GPIO_PIN_RESET。
返回值：void，空。

应用举例：向PB5引脚输入高电平

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);

2.GPIO电平翻转HAL库函数

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx,  uint16_t GPIO_Pin);

参数1：GPIOx，端口号，如：GPIOB,GPIOF。
参数2：GPIO_Pin，引脚号，如：GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_12。
返回值：void，空。

应用举例：将PA3引脚输出电平翻转

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_3);

3.GPIO初始化函数源码剖析

void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);

  
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;              //GPIO端口的引脚号是：13
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;         //GPIO的模式是：输入
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;		  //没有上拉
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);	  //将参数结构设置到GPIOC端口

  
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;	   //GPIO端口的引脚号是：8和9
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;	   //GPIO的模式是：输出
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;		   //没有上拉
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;	   //GPIO的输出速度是：非常低速
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);	   //将参数结构设置到GPIOB端口
}

三、练习：基于STM32CubeMX的跑马灯和流水灯
在STM2F103ZET6开发板上，利用STM32CubeMX对STM32芯片的LED控制引脚进行配置并快速生产项目，在Keil5中进行代码编写，实现以下功能：
（1）跑马灯功能，即：LED0灯亮，过一会，LED1灯亮，过一会，LED0灯熄灭，过一会，LED1灯熄灭….如此循环。
（2）流水灯功能，即：LED0与LED1灯交替闪烁。

第一部分：根据开发板原理图，配置STM32CubeMX
1.开发板LED灯部分原理图如图所示：

由原理图不难看出，LED0的阴极与PB5引脚直接相连，LED1的阴极与PE5引脚直接相连，控制时，引脚为低电平,对应LED灯发光；引脚为高电平。对应LED灯熄灭。

2.配置STM32CubeMX
（1）实验中使用开发板通过STlink连接电脑仿真，Debug模式要选择SW模式，如果使用JTAG连接，对应连接方式选择JTAG。否则一会在Keil5中下载的时候，会提示找不到设备。

（2）时钟配置：如果需要使用外部晶振，需要再System Core菜单里选择RCC，将时钟源选择成为外部晶振

（3）观察时钟树，调节时钟频率：点击上方的Clock Configuration，在其中可以调节时钟频率，如果频率超过最大频率，会标记为红色

（4）引脚配置：在STM32CubeMX的引脚图中，分别点击PB5和PE5两个引脚，由于STM32的芯片为引脚复用，在IO控制中，选择其模式为Output模式

随后可在左侧的GPIO菜单中看见这两个引脚，可以单击Modified进行设置，注意：勾选Modified才可以启用引脚

（5）导出项目，在Project Manager选项卡中设置导出的内容，包括项目位置与名称，和开发环境等，我用的是Keil5开发的，所以IDE需要选择MDF-ARM，最低支持版本为V5即可。
需要注意的是，左侧Code Generator选型卡中，第二块，第一条，Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per peripheral项需要选中。
以上内容设置好后，点右上角GENERATE CODE按钮导出即可，随后可进入Keil5项目中，进行代码的编写。

第二部分：Keil5中代码的编写
在Keil5中，可以发现，STM32CubeMX导出的项目中，结构清晰，并且留出了用户代码书写区域，用户需要将代码写入到书写区域中，这样如果后续开发需要再配置内容的时候，重新导出后，书写区的代码不会被清空；如果写入到非指定区域，代码会被清空。
本次练习为对IO口的控制，需要保证其持续运行，因此需要写到while（1）死循环中：

  
  
 while (1)
  {
  	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_5);  //实现PB5引脚电平的翻转
	HAL_Delay(500);  //延时500ms
	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_5);  //实现PB5引脚电平的翻转
//		HAL_Delay(500);  //延时500ms，实现流水灯时，不需要对此行注释进行任何 *** 作；如果实现跑马灯，清除掉此处注释标记即可
    
    
  }
  

写完代码后，在Keil5里编译好后，就可以下载到单片机中。
对应源码：利用STM32F103ZET6开发板基于HAL库的STM32学习笔记一：GPIO开发基础例程