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STM32CubeMX学习笔记(2)——GPIO接口使用

2025-02-21 来源:jianshu

一、新建工程

1. 打开 STM32CubeMX 软件,点击“新建工程”


2. 选择 MCU 和封装


3. 配置时钟
RCC 设置,选择 HSE(外部高速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)


选择 Clock Configuration,配置系统时钟 SYSCLK 为 72MHz
修改 HCLK 的值为 72 后,输入回车,软件会自动修改所有配置


4. 配置调试模式
非常重要的一步,否则会造成第一次烧录程序后续无法识别调试器
SYS 设置,选择 Debug 为 Serial Wire


二、GPIO输出

2.1 参数配置

在 System Core 中选择 GPIO 设置。


在右边图中找到 LED 灯对应引脚,选择 GPIO_Output。


在GPIO output level 中选择 Low 输出低电平点亮,可以添加自定义标签(这样生成代码也会根据标签设置引脚的宏定义)。

2.2 生成代码

输入项目名和项目路径

选择应用的 IDE 开发环境 MDK-ARM V5

点击 GENERATE CODE 生成代码

2.3 HAL库与标准库代码比较

STM32CubeMX 使用 HAL 库生成的代码:

#define LED_G_Pin GPIO_PIN_0

#define LED_G_GPIO_Port GPIOB

#define LED_B_Pin GPIO_PIN_1

#define LED_B_GPIO_Port GPIOB


/**

  * @brief GPIO Initialization Function

  * @param None

  * @retval None

  */

static void MX_GPIO_Init(void)

{

    /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};


    /* GPIO Ports Clock Enable */  /*开启LED相关的GPIO外设时钟*/

    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();


    /*Configure GPIO pin Output Level */ /* 关闭所有led灯    */

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin, GPIO_PIN_SET);


    /*Configure GPIO pins : LED_G_Pin LED_B_Pin */

    GPIO_InitStruct.Pin = LED_G_Pin|LED_B_Pin;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}


HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin, GPIO_PIN_SET); // 输出高电平

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin, GPIO_PIN_RESET); // 输出低电平

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, LED_G_Pin);  // 反转


使用 STM32 标准库的代码:

// R-红色

#define LED1_GPIO_PORT      GPIOA                       /* GPIO端口 */

#define LED1_GPIO_CLK       RCC_APB2Periph_GPIOB        /* GPIO端口时钟 */

#define LED1_GPIO_PIN       GPIO_Pin_8                  /* 连接到SCL时钟线的GPIO */


// G-绿色

#define LED2_GPIO_PORT      GPIOB                       /* GPIO端口 */

#define LED2_GPIO_CLK       RCC_APB2Periph_GPIOB        /* GPIO端口时钟 */

#define LED2_GPIO_PIN       GPIO_Pin_0                  /* 连接到SCL时钟线的GPIO */


/**

  * @brief  初始化控制LED的IO

  * @param  无

  * @retval 无

  */

void LED_GPIO_Config(void)

{       

    /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;


    /*开启LED相关的GPIO外设时钟*/

    RCC_APB2PeriphClockCmd( LED1_GPIO_CLK | LED2_GPIO_CLK, ENABLE);

        

    /*选择要控制的GPIO引脚*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_GPIO_PIN;    

    /*设置引脚模式为通用推挽输出*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   

    /*设置引脚速率为50MHz */   

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 

    /*调用库函数,初始化GPIO*/

    GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 

        

    /*选择要控制的GPIO引脚*/

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_GPIO_PIN;

    /*调用库函数,初始化GPIO*/

    GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);


    /* 关闭所有led灯 */

    GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);

    GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN);     

}


GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN); // 输出高电平

GPIO_ResetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN); // 输出低电平


__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); 对应 RCC_APB2PeriphClockCmd( LED1_GPIO_CLK | LED2_GPIO_CLK, ENABLE);
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); 对应 GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin, GPIO_PIN_SET); 对应 GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN);


三、GPIO输入

3.1 参数配置

在 System Core 中选择 GPIO 设置。

在右边图中找到按键对应引脚,选择 GPIO_Input。

3.2 生成代码

输入项目名和项目路径

选择应用的 IDE 开发环境 MDK-ARM V5

每个外设生成独立的 ’.c/.h’ 文件
不勾:所有初始化代码都生成在 main.c
勾选:初始化代码生成在对应的外设文件。 如 GPIO 初始化代码生成在 gpio.c 中。

点击 GENERATE CODE 生成代码

3.3 HAL库与标准库代码比较

STM32CubeMX 使用 HAL 库生成的代码:

#define KEY2_Pin GPIO_PIN_13#define KEY2_GPIO_Port GPIOC#define KEY1_Pin GPIO_PIN_0#define KEY1_GPIO_Port GPIOA/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */static void MX_GPIO_Init(void){
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    /* GPIO Ports Clock Enable */
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pin : KEY2_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = KEY2_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(KEY2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

    /*Configure GPIO pin : KEY1_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = KEY1_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);}HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin); // 读取按键状态


使用 STM32 标准库的代码:

#define    KEY1_GPIO_CLK     RCC_APB2Periph_GPIOA

#define    KEY1_GPIO_PORT    GPIOA             

#define    KEY1_GPIO_PIN     GPIO_Pin_0


#define    KEY2_GPIO_CLK     RCC_APB2Periph_GPIOC

#define    KEY2_GPIO_PORT    GPIOC         

#define    KEY2_GPIO_PIN     GPIO_Pin_13


/**

  * @brief  配置按键用到的I/O口

  * @param  无

  * @retval 无

  */

void Key_GPIO_Config(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    

    /*开启按键端口的时钟*/

    RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_GPIO_CLK|KEY2_GPIO_CLK,ENABLE);

    

    //选择按键的引脚

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_GPIO_PIN; 

    // 设置按键的引脚为浮空输入

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 

    //使用结构体初始化按键

    GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    

    //选择按键的引脚

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_GPIO_PIN; 

    //设置按键的引脚为浮空输入

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 

    //使用结构体初始化按键

    GPIO_Init(KEY2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 

}


GPIO_ReadInputDataBit(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_GPIO_PIN);


__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); 对应 RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_GPIO_CLK|KEY2_GPIO_CLK,ENABLE);
HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct); 对应 GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin); 对应 GPIO_ReadInputDataBit(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_GPIO_PIN);


四、注意事项

用户代码要加在 USER CODE BEGIN N 和 USER CODE END N 之间,否则下次使用 STM32CubeMX 重新生成代码后,会被删除。

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