STM32学习笔记-3 GPIO通用输入输出口详解

3 GPIO通用输入输出口

文章目录

3 GPIO通用输入输出口

3.1 GPIO输入输出原理

3.2 硬件介绍-LED、蜂鸣器、面包板

3.3 实验：LED闪烁、LED流水灯、蜂鸣器提示

3.4 硬件介绍-按键开关、光敏电阻

3.5 实验：按键控制LED、光敏传感器控制蜂鸣器

3.6 C语言的语法

注：笔记主要参考B站 江科大自化协 教学视频“STM32入门教程-2023持续更新中”。
注：工程及代码文件放在了本人的Github仓库。

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3.1 GPIO输入输出原理

GPIO（General Purpose Input Output）通用输入输出口 可配置为8种输入输出模式。引脚电平范围为0V~3.3V，部分引脚可容忍5V（图1-6中IO口电平为FT标识的）。输出模式 下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等，当然若驱动大功率设备还需要添加驱动电路。输入模式 下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等。

图3-1 GPIO基本结构

上图给出了GPIO的基本结构图。在STM32中，所有的GPIO都挂载在APB2外设总线上。命名方式采用GPIOA、GPIOB、GPIOC…的方式来命名。每个GPIO模块内，主要包括寄存器、驱动器等。

寄存器就是一段特殊的存储器，内核可以通过APB2总线对寄存器进行读写，从而完成输出电平和读取电平的功能。该寄存器的每一位都对应一个引脚，由于stm32是32位的单片机，所以所有的寄存器都是32位的，也就是说只有寄存器的低16位对应上了相应的GPIO口。

驱动器就是增加信号的驱动能力的。

注：stm32f103c8t6芯片上48个引脚，除了基本的电源和晶振等维持系统正常运行的引脚外，分别包括PA0~PA15、PB0~PB15、PC13~PC15。

图3-2 GPIO位结构

上图就是将“GPIO的基本结构”进行放大，得到的实际的位结构。

输入部分：

整体框架从左到右依次是寄存器、驱动器、IO引脚，从上到下分为“输入”、“输出”。

最右侧的IO引脚上两个保护二极管，其作用是对IO引脚的输出电压进行限幅在0~3.3V之间，进而可以避免过高的IO引脚输入电压对电路内部造成伤害。V_DD=3.3V，V_SS=0V。

输入驱动器的上、下拉电阻：相应的两个开关可以通过程序进行配置，分别有上拉输入模式（上开关导通&下开关断开）、下拉输入模式（下开关导通&上开关断开）、浮空输入模式（两个开关都断开）。上下拉电阻的作用就是给引脚输入提供一个默认的输入电平，进而避免引脚悬空导致的不确定。都属于弱上拉、弱下拉。

输入驱动器的触发器：这里是用肖特基管构成的施密特触发器。只有高于上限、低于下限电压才进行变化，作用是对输入电压进行整形，可以消除电压波纹、使电压的上升沿/下降沿更加陡峭。也就是说，stm32的GPIO端口会自动对输入的数字电压进行整形。

“模拟输入”、“复用功能输入”：都是连接到片上外设的一些端口，前者用于ADC等需要模拟输入的外设，后者用于串口输入引脚等需要数字量的外设。

输出部分：

输出数据：可以由输出数据寄存器（普通的IO口输出）、片上外设来指定，数据选择器控制数据来源。

位设置/清除寄存器：单独操作输出数据的某一位，而不影响其他位。

驱动器中的MOS管：MOS管相当于一种开关，输出信号来控制这两个MOS管的开启状态，进而输出信号。可以选择推挽、开漏、关闭三种输出方式。

1. 推挽输出模式：两个MOS管均有效，stm32对IO口有绝对的控制权，也称为强推输出模式。
2. 开漏输出模式：P-MOS无效。只有低电平有驱动能力，高电平输出高阻。
3. 关闭模式：两个MOS管均无效，端口电平由外部信号控制。

额外补充：stm32如何将数据写入寄存器？

1. 通过软件的方式。由于stm32的寄存器只能进行整体读写，所以可以先将数据全部读出，然后代码中用&=清零、|=置位的方式改变单独某一位的数据，再将改写后的数据写回寄存器。此方法比较麻烦、效率不高，对于IO口进行操作不合适。
2. 通过位设置/清除寄存器。若对某一位 置1，只需对位设置寄存器的相应位 置1；若对某一位 清零，则对清除寄存器相应位 清零。这种方式通过内置电路完成操作，一步到位。
3. 通过读写STM32中的“位带”区域。在STM32中，专门分配有一段地址区域，该区域映射了RAM和外设寄存器所有的位。读写这段地址中的数据，就相当于读写所映射位置的某一位。整体流程与51单片机中的位寻址作用差不多。本教程不涉及。

表3-1 GPIO的8种模式

模式名称	性质	特征
浮空输入	数字输入	可读取引脚电平，若引脚悬空则电平不确定，需要连续驱动源
上拉输入	数字输入	可读取引脚电平，内部连接上拉电阻，悬空时默认高电平
下拉输入	数字输入	可读取引脚电平，内部连接下拉电阻，悬空时默认低电平
模拟输入	模拟输入	GPIO无效，引脚直接接入内部ADC（ADC专属配置）
开漏输出	数字输出	可输出引脚电平，高电平为高阻态，低电平接VSS
推挽输出	数字输出	可输出引脚电平，高电平接VDD，低电平接VSS
复用开漏输出	数字输出	由片上外设控制，高电平为高阻态，低电平接VSS
复用推挽输出	数字输出	由片上外设控制，高电平接VDD，低电平接VSS

上表给出了GPIO的8种模式，通过配置GPIO的端口配置寄存器即可选择相应的模式。

1. 每一个端口的模式由4位进行控制，16个端口就需要64位，也就是两个32位寄存器，即端口配置低寄存器、端口配置高寄存器。
2. 输入模式下，输出无效；而输出模式下，输入有效。这是因为一个IO口只能有一个输出，但只有一个输入，所以直接将输出信号输入回去也没问题。

3.2 硬件介绍-LED、蜂鸣器、面包板

首先，简单介绍一下stm32芯片外围的电路。

LED：发光二极管，正向通电点亮，反向通电不亮。

有源蜂鸣器（本实验）：内部自带振荡源，将正负极接上直流电压即可持续发声，频率固定。上图所示的蜂鸣器模块使用三极管作为开关。

无源蜂鸣器：内部不带振荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声，调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音。

下面是其实物图：

注：LED长脚为正极、灯内部小头为正极。本实验的蜂鸣器低电平驱动。

图3-3 LED和蜂鸣器驱动电路设计

上图则是给出了LED和蜂鸣器的驱动电路图。注意，三极管的发射极一定要直接接正电源/地，这是因为三极管的开启需要发射极和基极之间有一定的电压，如果接在负载侧有可能会导致三极管无法正常开启。

图3-4 面包板实物图

上图给出了面包板的示意图。可以看出，面包板中间的金属爪是竖着排列的，用于插各种元器件；上下四排金属爪是横着排列的，一般用于供电。注意，在使用面包板之前，一定要观察孔位的连接情况。

3.3 实验：LED闪烁、LED流水灯、蜂鸣器提示

需求1： 面包板上的LED以1s为周期进行闪烁。亮0.5s、灭0.5s……

LED低电平驱动。

需要用到延时函数Delay.h、Delay.c，在UP注提供的“程序源码”中，为了方便管理，应在工程内创建System文件夹，专门存放这些可以复用的代码。

图3-5 LED闪烁-接线图

注：实际上，应该在LED和驱动电源之间接上保护电阻，但是由于本电路过于简单，于是直接省略保护电阻。后面“LED流水灯”、“蜂鸣器提示”实验同样省略保护电阻。

图3-6 LED闪烁-代码调用（除库函数之外）

代码展示：
– main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

int main(void){
    // 开启APB2-GPIOA的外设时钟RCC
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    // 初始化PA0端口：定义结构体及参数
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //下面是对GPIO端口赋值的常用的四种方式
//    GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);//复位PA0
//    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);//将PA0置1
//    GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);//将PA0清零
//    GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);//此函数可以对16位端口同时操作
    while(1){
        //正常思路
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);//复位PA0
        Delay_ms(500);
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);//将PA0置1
        Delay_ms(500);

        //使用GPIO_WriteBit函数，且强制类型转换
        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)0);//把0类型转换成BitAction枚举类型
        Delay_ms(500);
        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)1);
        Delay_ms(500);
    };
}

– Delay.h

#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H

void Delay_us(uint32_t us);
void Delay_ms(uint32_t ms);
void Delay_s(uint32_t s);

#endif

– Delay.c

#include "stm32f10x.h"

/**
  * @brief  微秒级延时
  * @param  xus 延时时长，范围：0~233015
  * @retval 无
  */
void Delay_us(uint32_t xus)
{
	SysTick->LOAD = 72 * xus;            //设置定时器重装值
	SysTick->VAL = 0x00;                 //清空当前计数值
	SysTick->CTRL = 0x00000005;          //设置时钟源为HCLK，启动定时器
	while(!(SysTick->CTRL & 0x00010000));//等待计数到0
	SysTick->CTRL = 0x00000004;          //关闭定时器
}

/**
  * @brief  毫秒级延时
  * @param  xms 延时时长，范围：0~4294967295
  * @retval 无
  */
void Delay_ms(uint32_t xms)
{
	while(xms--)
	{
		Delay_us(1000);
	}
}
 
/**
  * @brief  秒级延时
  * @param  xs 延时时长，范围：0~4294967295
  * @retval 无
  */
void Delay_s(uint32_t xs)
{
	while(xs--)
	{
		Delay_ms(1000);
	}
} 

注：此后Delay.h、Delay.c将作为常用函数长期存放于System文件夹中，后续如果使用到将直接调用不会再在笔记中展示源代码。

编程感想：

1. Keil编译过后，整个工程会比较大，不利于分享给别人。可以使用UP主提供的批处理程序，删掉工程中的中间文件后再分享给别人，其他人使用的时候只需要重新编译一下就行。
2. 本教程用到了RCC和GPIO两个外设，这些外设的库函数在Library中，一般存放在相应的 .h 文件的最后。
3. 将LED的短脚接负极，长脚接PA0口，就是高电平驱动方式，但是现象和低电平相同。
4. 将GPIO设置成开漏输出模式，可以发现高电平（高阻态）无驱动能力，低电平有驱动能力。

需求2： 面包板上的8个LED以0.5s切换一个的速度，实现流水灯。低电平驱动。

图3-7 LED流水灯-接线图

代码调用关系与“LED闪烁”实验相同，下面是代码展示：
– main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

int main(void){
    // 开启APB2-GPIOA的外设时钟RCC
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    // 初始化PA的8个端口：定义结构体及参数
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    //同时定义某几个端口
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | 
                                  GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    while(1){
        //使用GPIO_SetBits、GPIO_ResetBits进行赋值，这里仅用于演示“或操作”同时赋值
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | 
                            GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7);
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
    //    //对指定的端口同时赋值
    //    GPIO_Write(GPIOA, ~0x01);
        Delay_ms(500);
        GPIO_Write(GPIOA, ~0x02);
        Delay_ms(500);
        GPIO_Write(GPIOA, ~0x04);
        Delay_ms(500);
        GPIO_Write(GPIOA, ~0x08);
        Delay_ms(500);
        GPIO_Write(GPIOA, ~0x10);
        Delay_ms(500);
        GPIO_Write(GPIOA, ~0x20);
        Delay_ms(500);
        GPIO_Write(GPIOA, ~0x40);
        Delay_ms(500);
        GPIO_Write(GPIOA, ~0x80);
        Delay_ms(500);
    };
}

编程感想：

1. 使用或操作 |就可以实现只初始化定义某几个GPIO，或者某几个外设的时钟。

需求3： 蜂鸣器不断地发出滴滴、滴滴……的提示音。蜂鸣器低电平触发。
注：蜂鸣器执行四个动作为1个周期，分别是响0.1s、静0.1s、响0.1s、静0.7s。

图3-8 蜂鸣器提示-接线图

代码调用关系与“LED闪烁”实验相同，下面是代码展示：
– main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

int main(void){
    // 开启APB2-GPIOB的外设时钟RCC
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    // 初始化PB12端口：定义结构体及参数
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    while(1){
        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
        Delay_ms(100);
        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
        Delay_ms(100);
        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
        Delay_ms(100);
        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
        Delay_ms(100);
        Delay_ms(600);
    };
}

编程感想：

1. 控制蜂鸣器的IO端口可以随便选，但是不要选择三个JTAG调试端口：PA15、PB3、PB4。本实验选择PB12端口进行输出。
2. 关于调用库函数，有以下几种方法：

直接查看每一个外设的.h函数，拖到最后就可以看到本外设的所有库函数，然后在对应的.c文件中查看函数定义和调用方式即可。

查看库函数的用户手册——“STM32F103xx固件函数库用户手册.pdf”，这个中文版比较老；新版本的用户手册可以在ST公司的帮助文档中查看，但只有英文版。

百度一下别人的代码。

3.4 硬件介绍-按键开关、光敏电阻

图3-9 按键开关实物图

按键是最常见的输入设备，按下导通，松手断开。由于按键内部使用的是机械式弹簧片来进行通断的，所以在按下和松手的瞬间会伴随有一连串的抖动。
虽然前面已经说过，GPIO端口有专门的肖特基触发器对输入信号进行整形，但按键开关的抖动幅度大、时间长，所以还是 需要“软件消抖”。基本思路就是延迟5~10ms，跳过抖动时间范围即可。

图3-10 按键开关硬件电路

上图给出了按键开关的硬件电路设计图。对于按键开关来说，常见以上四种设计方法，而行业规范中，单片机端口一般都有 上拉输入模式（弱上拉），所有基本上就选择 内部上拉/外部上拉 的设计电路。

如果电路同时存在内部上拉和外部上拉，那么其高电平的驱动能力更强，但是低电平会更加耗电。两个下拉电路则可以使低电平驱动能力更强，而不会明显增加损耗。

浮空输入模式下，每部没有上下拉，此时必须在外部有上下拉电路。

注意 内部和外部的上下拉模式必须一致！ 内部有上下拉时，就可以不用配置外部上下拉。

图3-11 传感器模块实物图

上面给出了传感器模块的实物图，从左到右依次是光敏电阻传感器、热敏电阻传感器、对射式红外传感器、反射式红外传感器。传感器元件的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定值电阻分压即可得到模拟电压输出，再通过电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出。

图3-12 传感器模块原理图

上面所给出的原理图则是一个比较通用的传感器模块格式：

左起第三个模块：下面的可变电阻就是各种传感器模块所对应的阻值，与上面的分压电阻R1进行分压，进而输出模拟电压值AO。电容C2是滤波电容。

左起第一个模块：使用LM393模块，通过运算放大器实现“电压比较器”的功能。IN- 是一个可以调节的阈值，IN+ 则直接连接传感器的模拟分压AO，当 AO > IN- 时，数字输出DO拉高；当 AO < IN- 时，数字输出DO拉低。

左起第二个模块：通过一个滑动变阻器实现比较电压 IN- 的调整。

左起第四个模块：电源指示灯。

左起第五个模块：传感器模块的端口。LED2用于指示数字输出DO的值。注意R5上拉电阻保证DO的默认值为高。

补充情况：

1. 对于对射式红外传感器来说，N1就是红外接收管，并且额外还有一个点亮红外发射管的电路，模拟电压表示接收红外信号的强度。并且该模块常用于检测通断，所以用两个电阻将阈值固定为1/2的参考电压，而不是采用滑动变阻器。
2. 对于反射式红外传感器，向下发射和接收红外光，可以做寻迹小车。

而对于传感器模块的电路设计来说，由于采用模块的方案，所以直接给传感器接上VCC和GND，然后将模拟信号AO和数字信号DO接在stm32的对应端口上即可。
本次实验采用数字信号DO接入，关于模拟信号接入的使用方法在后面AD/DA的实验中继续讲解。

3.5 实验：按键控制LED、光敏传感器控制蜂鸣器

需求1： 一个按键开关控制一个LED，每次按下按键，LED就改变自己的亮灭状态；两套系统互不影响。

LED低电平驱动。

按键B11控制LEDA2，按键B1控制LEDA1。

LED的状态改变是“松开触发”。

图3-13 按键控制LED-接线图

图3-14 按键控制LED-代码调用（非库函数）

代码展示：
– main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"

int main(void){    
    LED_Init();
    Key_Init();
    
    while(1){
        if(Key_GetNum()==1){LED1_TURN();}
        else if(Key_GetNum()==2){LED2_TURN();}        
    };
}

– LED.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H

void LED_Init(void);
void LED1_TURN(void);
void LED2_TURN(void);

#endif

– LED.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * @brief  初始化PA2、PA1作为两个LED的输出端口
  * @param  无
  * @retvl  无
  */
void LED_Init(void){
    // 开启APB2-GPIOA的外设时钟RCC
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    // 初始化PA的输出端口：定义结构体及参数
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    //默认输出为低电平-LED初始不亮
    GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_1);
};

/**
  * @brief  LED1状态翻转
  * @param  无
  * @retvl  无
  */
void LED1_TURN(void){
    if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1)==1){
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
    }else{
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
    }
}

/**
  * @brief  LED2状态翻转
  * @param  无
  * @retvl  无
  */
void LED2_TURN(void){
    if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_2)==1){
        GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
    }else{
        GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
    }
}

– Key.h

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H

void Key_Init(void);
uint8_t Key_GetNum(void);

#endif

– Key.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

/**
  * @brief  初始化B11、B1作为按键2、按键1
  * @param  无
  * @retvl  无
  */
void Key_Init(void){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//只有输出才有速度等级，但是这里也可以定义
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
};

/**
  * @brief  检测哪个按键已经按下-松开触发
  * @param  无
  * @retvl  返回按下的按键编号
  *     @arg  0,1,2
  */
uint8_t Key_GetNum(void){
    uint8_t keynum = 0;
    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11)==0){
        Delay_ms(20);
        while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11)==0);
        Delay_ms(20);
        keynum = 2;
    }
    if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1)==0){
        Delay_ms(20);
        while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1)==0);
        Delay_ms(20);
        keynum = 1;
    }
    return keynum;
};

编程感想：

1. 代码提示框如果不弹出，可以使用ctrl + space弹出代码提示框。如果没用的话，大概率是和输入法中/英切换快捷键冲突，输入法右键设置取消即可。
2. GPIO配置好之后默认就是低电平，所以配置好后LED会默认是亮的状态。
3. 本工程创建了全新的驱动函数文件夹Hardware，专门用于存放程序中使用到的外设（如LED、按键、光敏传感器等）的驱动函数。做好驱动代码的提取是非常重要的，可以极大地方便程序梳理。
4. 其实写完之后发现，这个按键开关非常不灵敏，经常出现按键松手后LED没有反应的情况。大概这就是设置“光敏传感器控制蜂鸣器”实验的原因吧。

需求2： 光敏电阻被遮挡，蜂鸣器长鸣，光敏电阻不被遮挡，蜂鸣器不响。

蜂鸣器低电平驱动。

光敏传感器，光强越强阻值越小，分压越小；DO的LED指示灯低电平驱动。

图3-15 光敏传感器控制蜂鸣器-接线图
![在这里插入图片描述]()

图3-16 光敏传感器控制蜂鸣器-代码调用（非库函数）

代码展示：
– main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Buzzer.h"
#include "LightSensor.h"

int main(void){    
    Buzzer_Init();
    LightSensor_Init();
    while(1){
        if(LightSensor_Get()==1){Buzzer_ON();}
        else                    {Buzzer_OFF();}
    };
}

– Buzzer.h

#ifndef __BUZZER_H
#define __BUZZER_H

void Buzzer_Init(void);
void Buzzer_ON(void);
void Buzzer_OFF(void);

#endif

– Buzzer.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
  * @brief  蜂鸣器初始化-PB12推挽输出
  */
void Buzzer_Init(void){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
}

/**
  * @brief  蜂鸣器开启-低电平驱动
  */
void Buzzer_ON(void){
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
}

/**
  * @brief  蜂鸣器开启-低电平驱动
  */
void Buzzer_OFF(void){
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12);
}

– LightSensor.h

#ifndef __LIGHTSENSOR_H
#define __LIGHTSENSOR_H

void LightSensor_Init(void);
uint8_t LightSensor_Get(void);

#endif

– LightSensor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

/**
* @brief  光敏传感器初始化-PB13上拉输入
  */
void LightSensor_Init(void){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

/**
  * @brief  读取光敏传感器的数字输入信号-光强越强分压越低
  * @retvl  读取到的数字输入信号0/1
  */
uint8_t LightSensor_Get(void){
    return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13);
}

编程感想：

1. 模块化编程真香！！每个模块都写一个专门的驱动函数存放在Hardware文件夹中，看似麻烦，但是会使得main函数极其简单，几乎就可以直接按照正常的功能逻辑书写代码。

3.6 C语言的语法

1. 数据类型

表3-1 C语言数据类型

关键字	位数	表示范围	stdint关键字	ST关键字
char	8	-128 ~ 127	int8_t	s8
unsigned char	8	0 ~ 255	uint8_t	u8
short	16	-32768 ~ 32767	int16_t	s16
unsigned short	16	0 ~ 65535	uint16_t	u16
int	32	-2147483648 ~ 2147483647	int32_t	s32
unsigned int	32	0 ~ 4294967295	uint32_t	u32
long	32	-2147483648 ~ 2147483647
unsigned long	32	0 ~ 4294967295
long long	64	-(2^64)/2 ~ (2^64)/2-1	int64_t
unsigned long long	64	0 ~ (2^64)-1	uint64_t
float	32	-3.4e38 ~ 3.4e38
double	64	-1.7e308 ~ 1.7e308

51单片机中 int型 为16位；stm32中 int型 为32位。

倒数第二列是C语言给这些类型提供的别名；最后一列是老版本ST公司库函数给这些类型提供的别名，新版的库函数已经全部替换成倒数第二列。以后写程序时尽量使用上表中加粗的关键字。

2. 宏定义#define
关键字 #define，主要用于：用一个字符串代替一个数字，便于理解，防止出错；或者提取程序中经常出现的参数，便于快速修改。

//定义宏定义：
#define ABC 12345
//引用宏定义：
int a = ABC;  //等效于int a = 12345;

3. 关键字typedef
关键字 typedef，常用于将一个比较长的变量类型名换个名字，便于使用。

//定义typedef：
typedef unsigned char uint8_t;
//引用typedef：
uint8_t num1; //等效于unsigned char num1;

相比于#define来说，typedef在进行改名时会进行变量类型检查，所以更加安全。

4. 结构体
关键字 struct，用途：数据打包，将不同类型变量组成一个集合。

//在main函数中定义结构体变量：
struct{
    char x;
    int y;
    float z;
} StructName;
//因为结构体变量类型较长，所以通常在main函数外用typedef更改变量类型名
typedef struct{
    char x;
    int y;
    float z;
} StructName;

//引用结构体成员：方法一
StructName struct1;
struct1.x = 'A';
struct1.y = 66;
struct1.z = 1.23;
//引用结构体成员：方法二
pStructName->x = 'A';   //pStructName为结构体的地址
pStructName->y = 66;
pStructName->z = 1.23;

5. 枚举类型
关键字 enum，用途：定义一个取值受限制的整型变量，用于限制变量取值范围；枚举也相当于一个宏定义的集合，可以直接把里面的枚举变量拿出来用。注意枚举变量用逗号隔开，且最后一个枚举变量不加逗号。

//函数内定义枚举变量：
enum{
    FALSE = 0,
    TRUE  = 1
} EnumName;
//因为枚举变量类型较长，所以通常在函数外用typedef更改变量类型名
typedef enum{
    FALSE = 0,
    TRUE  = 1
} EnumName;

//引用枚举成员：
EnumName emu1;
emu1 = FALSE;
emu1 = TRUE;