STM32学习心得五：GPIO实验-基于位操作

记录一下，方便以后翻阅~
实验内容：跑马灯、蜂鸣器和按键输入
官方资料：
1）《STM32中文参考手册V10》第8章通用和复用功能IO(GPIO和AFIO)
2）《Cortex-M3权威指南(中文)》第5章位带操作
特点：位操作
原理图：
1）如图所示，跑马灯，PB5接LED0，PE5接LED1；
在这里插入图片描述
2）如图所示，蜂鸣器，PB8接BEEP（蜂鸣器）；

3）如图所示，PE4接KEY0，PE3接KEY1，PE2接KEY2，PA0接WK_UP。

工作原理不细讲，一定要看清外设与哪个GPIO管脚对接。
涉及已学GPIO库函数：

1）void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx,GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)； //初始化作用

新知识：位操作地址计算方式：
在这里插入图片描述 )
假设要令GPIOA的第五个管脚为输出：PAout（5），查看sys.h和stm32f10x.h两个头文件可知：

因此，GPIOA_ODR_Addr=0x4001080C，n=5。之前给的紫色公式与头文件中的关键代码一一对应，可算出PAout(5)的别名区地址。

因此，位操作可以这么玩：
在led.h头文件中定义：

#define LED0 PBout(5);

在led.c文件中定义：

PBout(5)=0; //设GPIOB的第五管脚为低电平。

最后再提一下为什么是GPIOA_BASE+12？STM32中文参考手册讲到，GPIOx_ODR的地址偏移是0Ch，因此是+12。对应的，GPIOx_IDR的地址偏移是0x08，因此是+8。至于GPIOA_BASE为什么等于APB2PERIPH_BASE+0x0800，没找到答案，大牛们可以解释下。
在这里插入图片描述

实验步骤：
1）新建工程模板；
2）新建HARDWARE空文件夹（与USER文件夹并列）；
3）在MDK软件中，新建led.c，beep.c和key.c三个.c文件以及对应的led.h，beep.h和key.h头文件，均保存在HARDWARE文件夹中；
4）led.h头文件代码分别如下：

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"
void LED_Init(void);    //初始化函数
#define LED0 PBout(5)   // PB5
#define LED1 PEout(5)   // PE5 
#endif

5）beep.h头文件代码分别如下：

#ifndef __BEEP_H
#define __BEEP_H
void BEEP_Init(void);   //初始化函数
#define BEEP PBout(8)   // PB8
#endif

6）key.h头文件代码分别如下：

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "sys.h"
#define KEY0 PEin(4)    //PE4
#define KEY1 PEin(3)   //PE3 
#define KEY2 PEin(2)   //PE2
#define WK_UP PAin(0)  //PA0  WK_UP
void KEY_Init(void);
u8 KEY_Scan(u8);
#endif

7）led.c文件代码分别如下：

#include "led.h"
#include "sys.h"
void LED_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  //使能PB端口时钟
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);  //使能PE端口时钟
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;           //LED0-->PB.5 端口配置
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     //IO口速度为50MHz
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);              //根据设定参数初始化GPIOB.5
 LED0=1;                                         //PB.5 输出高，LED0灭
 GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);               //根据设定参数初始化GPIOE.5
 LED1=1;                                          //PE.5 输出高，LED1灭  
}

8）beep.c文件代码分别如下：

#include "beep.h"
#include "sys.h"
void BEEP_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  //使能PB端口时钟
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;           //LED0-->PB.5 端口配置
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     //IO口速度为50MHz
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);              //根据设定参数初始化GPIOB.5
 BEEP=0;                                          //PB8 输出低，LED0灭
}

9）key.c文件代码分别如下：

#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
void KEY_Init(void) //IO初始化
{ 
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);    //使能PA,PE端口时钟
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;             //KEY0-KEY2
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;                                //设置成上拉输入
 GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);                                       //初始化GPIOE2,3,4
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;                                //PA0设置成输入，默认下拉   
 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                                       //初始化GPIOA.0
}
u8 KEY_Scan(u8 mode)
{  
 static u8 key_up=1;                                                          //按键按松开标志
 if(mode)key_up=1;                                                            //支持连按    
 if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||KEY2==0||WK_UP==1))
 {
  delay_ms(10);                                                              //去抖动 
  key_up=0;
  if(KEY0==0)return 1;                                                       //KEY0按下，即PE4为低电平
  else if(KEY1==0)return 2;                                                  //KEY1按下，即PE3为低电平
  else if(KEY2==0)return 3;                                                  //KEY2按下，即PE2为低电平
  else if(WK_UP==1)return 4;                                                 //WK_UP按下，即PA0为高电平
 }else if(KEY0==1&&KEY1==1&&KEY2==1&&WK_UP==0)key_up=1;      
  return 0;                                                                    // 无按键按下
}

10）在MDK软件中，右键Target1，单击Manage Project Items…，在Project Items界面、Groups一栏，新建HARDWARE，并将led.c，beep.c和key.c三个.c文件添加进来；
11）在MDK软件中，单击魔术棒，在C/C++选项里，单击Include
Paths右边的…，添加led.h，beep.h和key.h三个头文件的目录（即HARDWARE）；
12）新建main.c主函数，代码如下：

#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
int main(void)
{
   vu8 key=0;
  delay_init();
    LED_Init();
    BEEP_Init();
   KEY_Init();
    while(1)
  {
   key=KEY_Scan(1);
      if(key)
    {        
       switch(key)
     {     
      case 4:
       BEEP=1;   //控制蜂鸣器叫   
       break;
      case 3: 
        LED0=0;     //控制LED0亮       
       break; 
      case 2: 
        LED1=0;     //控制LED1亮  
       break;
      case 1:                               
        LED0=0;     //控制LED0亮 
        LED1=0;     //控制LED1亮 
       break;
     }
     delay_ms(300);  //延迟300ms
     BEEP=0;         //控制蜂鸣器不叫
     LED0=1;         //控制LED0灭
     LED1=1;         //控制LED1灭
   }else delay_ms(10); 
  }
 }

13）完成后即可运行看效果。
知识点：
1）学习位操作基本知识；
2）复习GPIO库函数和key.c文件中u8 KEY_Scan(u8)函数的逻辑，可参考STM32学习心得三：GPIO实验-基于库函数
和STM32学习心得四：GPIO实验-基于寄存器
4）复习如何新建工程模板，可参考STM32学习心得二：新建工程模板

闲人Ne

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