STM32学习心得四：GPIO实验-基于寄存器

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：《STM32中文参考手册V10》第8章 通用和复用功能IO(GPIO和AFIO)
特点：不涉及位操作相关代码，适合初学寄存器操作的朋友
原理图：
1）如图所示，跑马灯，PB5接LED0，PE5接LED1；
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。
涉及寄存器：
1）RCC寄存器——APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR)，偏移地址：0x18，复位值：0x0000 0000；
2）GPIO寄存器——端口配置低寄存器(GPIOx_CRL) (x=A…E)，偏移地址：0x00 ，复位值：0x4444 4444；


3）端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)(x=A…E)，偏移地址：0x04 ，复位值：0x4444 4444；

4）GPIO寄存器——端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR) (x=A…E)，地址偏移：0Ch ，复位值：0x0000 0000；

5）端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)(x=A…E)，地址偏移：0x08 ，复位值：0x0000 XXXX；
)
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
void LED_Init(void);
#endif

5） beep.h头文件代码分别如下：

#ifndef __BEEP_H
#define __BEEP_H
void BEEP_Init(void);
#endif

6） key.h头文件代码分别如下：

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "stm32f10x.h"
void KEY_Init(void);
u8 KEY_Scan(u8);
#endif

7）led.c文件代码分别如下：

#include "led.h"
#include "stm32f10x.h"
void LED_Init(void)
{
 RCC->APB2ENR|=1<<3;      //使能PORTB时钟      
 RCC->APB2ENR|=1<<6;      //使能PORTE时钟       
 GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF;  
 GPIOB->CRL|=0X00300000;  //PB5推挽输出，3对应二进制0011，即推挽输出模式，最大速率50MHz，     
  GPIOB->ODR|=1<<5;        //PB.5输出高             
 GPIOE->CRL&=0XFF0FFFFF;
 GPIOE->CRL|=0X00300000;  //PE.5推挽输出，3对应二进制0011，即推挽输出模式，最大速率50MHz，
 GPIOE->ODR|=1<<5;        //PE.5输出高 
}

8）beep.c文件代码分别如下：

#include "beep.h"
#include "stm32f10x.h"
void BEEP_Init(void)
{
  RCC->APB2ENR|=1<<3;          //使能PORTB时钟   
  GPIOB->CRH&=0XFFFFFFF0; 
   GPIOB->CRH|=0X00000003;      //PB.8推挽输出，3对应二进制0011，即推挽输出模式，最大速率50MHz，     
  GPIOB->ODR&=~(1<<8);         //PB.8输出低 
}

9）key.c文件代码分别如下：

#include "stm32f10x.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"
void KEY_Init(void) //IO初始化
{ 
 RCC->APB2ENR|=1<<2;          //使能PORTA时钟  
 RCC->APB2ENR|=1<<6;          //使能PORTE时钟   
 GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0; 
 GPIOA->CRL|=0X00000008;      //PA0配置为下拉输入，8对应二进制1000，即输入，下拉要在ODR中设置
 GPIOE->CRL&=0XFFF000FF; 
 GPIOE->CRL|=0X00088800;      //PE2,PE3,PE4配置为输入模式，8对应二进制1000，即输入
 GPIOE->ODR|=7<<2;           //PE2,PE3,PE4配置为上拉输入
}
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&&(((GPIOE->IDR&0X0004)==0)||((GPIOE->IDR&0X0008)==0)||((GPIOE->IDR&0X0010)==0)||((GPIOA->IDR&0X0001)==1)))
 {
  delay_ms(10);//去抖动 
  key_up=0;
  if((GPIOE->IDR&0X0004)==0)return 1;
   else if((GPIOE->IDR&0X0008)==0)return 2;
  else if((GPIOE->IDR&0X0010)==0)return 3;
  else if((GPIOA->IDR&0X0001)==1)return 4;
 }else if(((GPIOE->IDR&0X0000)==0)&&((GPIOA->IDR==0X0000)==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 "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
int main(void)
{
  vu8 key=0;
 delay_init(72);
 LED_Init();
  BEEP_Init();
 KEY_Init(); 
 while(1)
 {
    key=KEY_Scan(1);
      if(key)
  {         
   switch(key)
   {     
    case 4:
     GPIOB->ODR|=1<<8;         //PB.8输出高  
     break;
    case 3: 
    GPIOB->ODR&=~(1<<5);        //PB.5输出低       
     break; 
    case 2: 
    GPIOE->ODR&=~(1<<5);        //PE.5输出低
     break;
    case 1:                               
    GPIOB->ODR&=~(1<<5);        //PB.5输出低
    GPIOE->ODR&=~(1<<5);        //PE.5输出低 
     break;
   }
   delay_ms(100);                         //延迟1000ms
   GPIOB->ODR&=~(1<<8);      //PB.8输出低
   GPIOB->ODR|=1<<5;         //PB.5输出高
   GPIOE->ODR|=1<<5;         //PE.5输出高
  }                         
 }
}

13） 完成后即可运行看效果。
知识点：
1） 学习STM32中文手册中所涉及的五个寄存器；
2） 复习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；
3） 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。