（1）STM32使用HAL库操作GPIO

时间：2023-03-09 18:01:58
（1）STM32使用HAL库操作GPIO

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：

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);

}

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：

/**

  * @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;

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）：

#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)

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。

  /*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);

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 = ;

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。

_Bool GetPress(void)

{

    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==)

    {

        HAL_Delay();//防抖

        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==)

            {

                while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==)//等待按键抬起。

                {;}

                return ;

            }

            else return ;

    }

    else    return ;

}

3.点亮LED。

void TurnOnLED(int flag)

{

    switch(flag)

    {

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);

            break;

    }

}

4.关闭LED。

void TurnOffLED(int flag)

{

    switch(flag)

    {

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);

            break;

    }

}

5.标志变量自加。

void FlagPlus(int *flag)

{

    (*flag)++;

    if((*flag)==)

    {

        (*flag)=;

    }

}

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。

#include "main.h"

#include "stm32f4xx_hal.h"

void SystemClock_Config(void);

static void MX_GPIO_Init(void);

int LEDNUM_Flag = ;

_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 ()

  {

    //有按键按下

    if(GetPress()==)

        {

            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 = ;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = ;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = ;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = ;

  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()/);

    /**Configure the Systick

    */

  HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

  /* SysTick_IRQn interrupt configuration */

  HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, , );

}

/** 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)==)

    {

        HAL_Delay();

        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==)

            {

                while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_11)==)

                {;}

                return ;

            }

            else return ;

    }

    else    return ;

}

void TurnOnLED(int flag)

{

    switch(flag)

    {

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_SET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);

            break;

    }

}

void TurnOffLED(int flag)

{

    switch(flag)

    {

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET);

            break;

        case  :

            HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);

            break;

    }

}

void FlagPlus(int *flag)

{

    (*flag)++;

    if((*flag)==)

    {

        (*flag)=;

    }

}

/////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////////////////////////////
/////////////////////////////////////////////////////////////////
/**

  * @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()

  {

  }

  /* 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

三  重要的API。

//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);

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