【蓝桥杯】嵌入式编程_LED模块

认识led原理图

分析GPIO口寄存器

理解时钟的作用

实操部分---利用hal库生成led点亮代码

认识led原理图

(图来源：CT117E-M4产品手册.pdf)

VDD多半是单极器件的正（理解为电源可以输出高电平高电平为3.3v）

R为电阻（可以看到图中电阻值为0.3k）

那个三角形带箭头的是期间led灯（发光二几管）

最右右边的数字就是GPIO的引脚了这个可以直接用编程语言控制的

什么情况下led灯点亮？高电平为3.3v 低电平为0v 有电压差超过0.7v就会有电流通过有电流通过led就会被点亮

电阻的作用? I=V/R 如果没有电阻电流无限大 led会烧坏所以最好控制在20mA以内以上图为例3.3v/0.3k=11mA 如此电流流过led灯就会被点亮

·什么是共阴/共阳极发光二极管？以上图为例所有的led灯都接在了电源一端所以上图是共阳极发光二极管 GPIO的引脚输出低电平led点亮

思考？什么情况下是高电平点亮led灯

*得出结论*

PA8-PA15 低电平点亮led灯

分析GPIO口寄存器

硬件编程本质就是关于寄存器的编程

操作硬件转化为操作地址地址用寄存器分布

cpu管脚有很多可以使用的功能也可以多个复用需要用到那个功能就开启

思考 cpu管脚为什么要这样设计？一个管脚就一个功能行吗?

想一想我们这次的目的! 把PA8-PA15当做输出功能用输出低电平点亮led灯

编程思路

先找相关的寄存器

打开STM32G4系列微控制器参考手册.pdf

361页 9.4 GPIO registers

*注意***table 57给出各个GPIO的寄存器的偏移地址** 加上GPIO的基地址就可以找到这个寄存器的地址了

我们先一个一个的看判断当前的寄存器是否与本次编程有关

这个寄存器是有用的设置端口功能模式我们应该找到PA8-PA15 将相应的位设置为01 (通用输出方式)

接下来设置输出模式下的类型

通用推挽输出直接输出高电平或者低电平

选择输出速度一般情况下 low speed的就可以

上拉和下拉一般给输入用这里没有关系设置为00 No pull-up pull-down

ODR就是那个关键的寄存器了

当8到15位的值为1 PA8-PA15就会输出高电平

当8到15位的值为0 PA8-PA15就会输出低电平

剩下的寄存器就与点灯无关了也就说设置这几个寄存器就好了

理解时钟的作用

在STM32芯片的中当我们要使用到外设设备时（GPIO就算一个）必须开启相应的时钟这个设备才能正常工作

你可以这样理解时钟时钟总线就是用电的总电闸，哪一个家用设备要用电就只需对应的输出电就行了，对应的用电有电压时钟也有相应的频率。这样理解是不是好多了

先看看芯片手册内部框图 —— STM32G431RB数据手册.pdf

可以看到GPIO挂在了APB2总线上

那么我们使能APB2 外设时钟使能寄存器让GPIO能够工作

如何配置相关寄存器可以参考STM32G4系列微控制器参考手册.pdf RCC那一章

实操部分---利用hal库生成led点亮代码

初学者先跟着步骤做一遍先练一个感觉！

1,新建项目文件

打开STM32CubeMX file--->newproject---找到STM32G431RBTx的芯片双击选中

2,配置RCC时钟 ---clock configuration

初次调值相关的总线统一设置80MHz 便于后面学习 80怎样得到的？计算过程 24/3=8 8*20/2=80

3,选择pc8~pc15的输出功能另外开启PD2的输出功能(PD2为锁存器作用是控制pc8-pc15的改变)

4,配置生成文件右上角点击生成代码

Application structure --basic--MDK-ARM v5--copy all used libraries ---generate peripherad initializa.....

5.进入keil5 调整配置

void MX_GPIO_Init(void)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8
                          |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pins : PC13 PC14 PC15 PC8
                           PC9 PC10 PC11 PC12 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8
                          |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : PD2 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

}

这里初始化配置有点问题：PD2并未置高电平所以GPIO的引脚8-13没有配置成默认的高高电平

我们准备这样修改

在代码 HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);改成HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);

最后一行增加代码 HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);

6.编写一个控制led的函数

PC8-PC15 正好为8位数可以构成一个char型我们可以让函数接收一个char 根据位数点亮或熄灭led灯

void Led_Input_Disp(unsigned char input)
{

      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8
                          |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
    //思路先将pc8~12置为高电平熄灭   锁存器PD2 置高电平 pc引脚写入后PD2置为低电平
    
//    * @param  GPIO_Pin specifies the port bit to be written.
//  *         This parameter can be any combinatio n of GPIO_PIN_x where x can be (0..15).
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, input<<8, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
    //输入数左移8位 低电平点亮  再次重复PD2操作
}

测试所写函数是否正确

while (1)

 {

  /* USER CODE END WHILE */

        Led_Input_Disp(0x88);

        HAL_Delay(500);

        Led_Input_Disp(0x00);

        HAL_Delay(500);     

  /* USER CODE BEGIN 3 */

 }

led全亮、短暂延时后 led量全灭达到持续闪灭的现象

最终形成的led.c文件参考

#include "led.h"

void MX_GPIO_led_Init(void)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8
                          |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
    
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pins : PC13 PC14 PC15 PC8
                           PC9 PC10 PC11 PC12 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8
                          |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : PD2 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);
    

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);

}

void Led_Input_Disp(unsigned char input)
{
    //思路先将pc8~12置为高电平熄灭   锁存器PD2 置高电平 pc引脚写入后PD2置为低电平
    //输入数左移8位 低电平点亮  再次重复PD2操作
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15|GPIO_PIN_8
                          |GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
    
//    * @param  GPIO_Pin specifies the port bit to be written.
//  *         This parameter can be any combinatio n of GPIO_PIN_x where x can be (0..15).
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, input<<8, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
    
}

#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__

#include "main.h" 
void MX_GPIO_led_Init(void);
void Led_Input_Disp(unsigned char input);

#endif

为了实现的代码直观的可读性单独新建一个rcc.c文件存放函数 SystemClock_Config 后面的外设如果修改了时钟我们进行全部的覆盖就可以了

#include "rcc.h"

void SystemClock_Config(void)
{
  /*配置覆盖区*/

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifndef __RCC_H__
#define __RCC_H__
#include "main.h" 
void SystemClock_Config(void);

#endif

注意函数 void Error_Handler(void) 默认在main.c定义过了这可以让其他外设自动生成的配置中要用这个函数不至于报错误