代码收藏家技术教程 2022-12-30

Hal库学习笔记（二）：探索GPIO的强大功能

硬件知识

一、LED

二、按键

函数库知识

一、例程解析

二、函数解析

代码编写

一、小灯闪烁

二、按键开关灯

硬件知识

一、LED知识

①原理

LED：当阳极电平>阴极电平时，LED导通发光

在图中：LED阴极接地，则

A1为高电平时，小灯发光

A1为低电平时，小灯不发光

②初始化设置

选择A1为输出模式

通过左边的设置界面找到GPIO，然后设置参数

有关参数如下

output level：输出电平

low：开机后为低电平

High：开机后为高电平

剩余三个都这样调，以后都是这样、

暂不做要求，记住就好

二、按键知识

①原理

当按键按下后，两端导通

在图中，按键接地

按下后相当于B0接地，会变成低电平

若接3.3v正极，按下后变为高电平

②初始化设置

B0选Input

参数设置

选择pull-up上拉，上拉就是往电平往上拉

代表B0平时为高电平

函数库知识

一、例程解析

①例程描述

按这个路径慢慢找就好

先点开这个readme看看

找到最重要的Example Description

@par Example Description	//例程描述	

How to configure and use GPIOs through the HAL API.

PA.05 IO (configured in output pushpull mode) toggles in a forever loop.
On STM32F103RB-Nucleo board this IO is connected to LED2.

In this example, HCLK is configured at 64 MHz.

Toggle：翻转

API：可以理解为函数集

stm32……：官方的板子，我们用的是stm32f103c8t6最小系统板

HCLK：不知道是什么，当做系统运行频率吧

大意翻译：怎么配置和使用GPIO，通过HAL里的函数

A5调好了输出模式，会在死循环内不停翻转电平

在官方板子里这个IO口连接LED2

这里，HCLK的频率为64MHZ

很明显，这个例程的现象就是A5连着的灯亮个不停

②主函数

点开main函数，看看写了啥

这是主函数里面一堆初始化，无视就好

死循环里的才是重点

   HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_PORT, LED2_PIN);
    /* Insert delay 100 ms */
    HAL_Delay(100)

首先看这个短小精悍的 HAL_Delay(100);

上面说了delay100ms

很明显括号里是多少，他就延时多少毫秒，记住就好

然后就是HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_PORT, LED2_PIN);

意思就是LED2电平翻转

二、函数库讲解

右键跳转一下定义

可以看到这样一个库

接下来讲解里面重要的函数

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)；

刚刚说的已经很清楚了，翻转电平

参数设置

GPIO_TypeDef *GPIOx：端口，如GPIOA,GPIOB等

uint16_t GPIO_Pin：引脚，如GPIO_PIN_1，GPIO_PIN_13等

例：HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_1)；

翻转一次A1的电平

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

上面是翻转这边是写入

参数：

GPIO & GPIO_Pin：同上

GPIO_PinState：引脚状态，是官方采用枚举列举的

typedef enum
{
GPIO_PIN_RESET = 0u, //低电平
GPIO_PIN_SET //高电平
} GPIO_PinState;

例：HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1，GPIO_PIN_RESET )；

A1写入低电平

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

读取引脚，返回引脚状态，如低电平或高电平

其他参数同上

例：if（HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) ==GPIO_PIN_RESET ）{……}

如果A1为低电平，就……

代码编写

一、小灯闪烁

①初始化

复制模板改名

然后按上面说的那样子，配好A1

这里我顺手配了B0，问题不大

②在主文件死循环里加个和例程差不多的

像这样快速定位要引用的函数

复制到死循环内

		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_1);
		HAL_Delay(500);

然后下载

实验现象：A1红灯每500ms亮灭一次

二、按键开关小灯

①初始化

②代码编写

刚刚说了按键原理，那么基本思路就是

if（按键按下）{翻转A1电平}，代码如下

		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0) ==GPIO_PIN_RESET){
			
			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_1);
			
		}

简单如斯

但实际上，按键和手都可以是劣质的

你按下后B0不一定为低电平，你偶尔按了没反应

所以我们一般在外面加个延时

		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0) ==GPIO_PIN_RESET){
			HAL_Delay(20);
			
			if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0) ==GPIO_PIN_RESET){
				
				HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_1);
				
			}
		}

其实加完也没稳定太多，图个心理安慰

补充：专属库的改进

官方代码太长了不想复制那么多，我一般这样改

/*Mine.h*/

#include "main.h"




#define Red 				GPIO_PIN_1
#define Green 				GPIO_PIN_5


#define Key1					GPIO_PIN_0
#define Key2	 				GPIO_PIN_1
#define Key3					GPIO_PIN_10
#define Key4	 				GPIO_PIN_11


#define Pressed 								GPIO_PIN_RESET


#define Red_On() 			HAL_GPIO_Writein(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);
#define Red_Off() 		HAL_GPIO_Writein(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);
#define Red_Toggle() 	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_1);


GPIO_PinState ReadPin(uint16_t GPIO_Pin) ;

/*Mine.c*/

#include "Mine.h"


GPIO_PinState ReadPin(uint16_t GPIO_Pin) {



		return HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,  GPIO_Pin);

}

/* Mine.h*/


/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "Mine.h"
/* USER CODE END Includes */

		
if(ReadPin(GPIO_PIN_0) == Pressed){
			HAL_Delay(20);
			
			if(ReadPin(GPIO_PIN_0) == Pressed){
				
				Red_Toggle();
				
			}
		}