STM32学习笔记2——GPIO点灯

　　学会了建立建立工程，接下来一定是迫不及待的想用自己的开发板大显身手了吧。别急，慢慢来。在C语言学习时，你最先编译的一定是那条永恒经典的代码，对，就是Hello World——简单、明了，而且能直观的看见现象。在STM32上也有一个简单、明了，而且能直观的看见现象的程序——点灯。这就是我们现在的hello world，让我们从他开始学习吧！！！

学习

　 点灯我们要用到的就是控制我们需要的I/O口，所以，让我们先来看一下STM32F的GPIO端口。在STM32F０系列微控制器的每个GPIO端口有：两个32位配置寄存器（GPIOx_OTYPER和GPIOx_MODER）、两个32位数据寄存器（GPIOx_IDR和GPIOx_ODR）、一个32位置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR）、一个16位复位寄存器（GPIOx_BRR）和一个32位锁定寄存器（GPIOx_LCKR）。根据数据手册中列出的每个I/O口的特定硬件特性，GPIO的端口的每个位可以软件分别配置成：输入浮空、输入上拉、输入下拉、模拟输入、开漏输出、推挽输出、推挽复用和开漏复用功能等多种模式。具体见表


每个Ｉ／Ｏ口可以自由编程，然而Ｉ／Ｏ口的寄存器必须按３２位字节进行访问。GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器允许对任何GPIO寄存器的读/写的独立访问；
由此，我们可以编程对寄存器进行操作，使Ｉ／Ｏ口产生方波对灯进行亮灭控制。但首先我们要找到开发板上的LED在哪个Ｉ／Ｏ口上：找到开发板的原理图你会发现

LED接在PA５端口，高电平点亮。（由于板子不一样，大家自行寻找自己的LED挂在哪个口上，是在找不到，可外接）
下面就开始对我们的开发板进行点灯的编程了

1. 按照昨天的工程建立一个工程，Lib组里继续添加gpio.c和rcc.c。
2. 来到main.c下进行程序的编写。

程序

1.包含头文件

#include"stm32f0xx.h"

2.延时函数

void Delay(volatile unsigned int ncount)
{
    while(ncount--);
}

3.定义GPIO初始化结构体

GPIO_InitTypeDef        GPIO_InitStructure;

4.进入主函数

int main(void)
{
  RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE); //enable the clock
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_P;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

  while (1)
  {
     GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
     Delay(0xfffff);
     GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
     Delay(0xfffff);
  }
}

接下来把程序按照昨天写的下到开发板上，看到LED灯开始闪烁，好了。一切都完工了没？早着呢，这才开始，下面我们开始分析为什么这么写。知其然，还要知其所以然。

分析

• 延时函数没问题（但还要注意volatile的应用，在KEIL中无所谓，但如果你使用GCC进行编程，没有volatile的地方就会被优化掉，从而使延时函数无意义）
• 那么接下来的GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;是什么意思呢？

在GPIO.h中还有如下代码

typedef struct
{
  uint32_t GPIO_Pin;              /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
                                       This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */

  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;     /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.
                                       This parameter can be a value of @ref GPIOMode_TypeDef   */

  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;   /*!< Specifies the speed for the selected pins.
                                       This parameter can be a value of @ref GPIOSpeed_TypeDef  */

  GPIOOType_TypeDef GPIO_OType;   /*!< Specifies the operating output type for the selected pins.
                                       This parameter can be a value of @ref GPIOOType_TypeDef  */

  GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd;     /*!< Specifies the operating Pull-up/Pull down for the selected pins.
                                       This parameter can be a value of @ref GPIOPuPd_TypeDef   */
}GPIO_InitTypeDef;

两段代码合起来就是我们要找的了，先定义GPIO_InitTypeDef，然后根据这个结构定义了GPIO_InitStructure，这个结构体在后面的GPIO的设置中会用到。

• 主函数中的第一句RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);又是什么呢？我不是配置GPIO么，这是什么东西？
  在STM32中，上电后默认所有的时钟都是关的，需要手动打开，所以这一部是先进行时钟打开，在M0内核中控制GPIOPA的时钟在AHB上
  
  所以要打开PA5上的时钟，必须对AHB使能，在函数中

void RCC_AHBPeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHBPeriph, FunctionalState NewState)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_RCC_AHB_PERIPH(RCC_AHBPeriph));
  assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));

  if (NewState != DISABLE)
  {
    RCC->AHBENR |= RCC_AHBPeriph;
  }
  else
  {
    RCC->AHBENR &= ~RCC_AHBPeriph;
  }
}

变量uint32_t RCC_AHBPeriph在库中有如下定义#define RCC_AHBPeriph_GPIOA RCC_AHBENR_GPIOAEN #define RCC_AHBENR_GPIOAEN ((uint32_t)0x00020000)将0x00020000与寄存器按位或后进行赋值正好对应GPIOA进行使能。

• GPIO设置
  先对结构体内的变量赋值，设置PA5口，设置端口为输出、推挽输出（模电的知识，我也是一知半解），设置输出速度为50MHz.
  然后进入让LED亮灭的程序，对GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);我们看他的原函数：

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

  GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
}

他传递了两个参数：*GPIOx,GPIO_Pin。在stm32f0xx.h中有

typedef struct
{
  __IO uint32_t MODER;        
  __IO uint16_t OTYPER;       
  uint16_t RESERVED0;       
  __IO uint32_t OSPEEDR;     
  __IO uint32_t PUPDR;       
  __IO uint16_t IDR;         
  uint16_t RESERVED1;      
  __IO uint16_t ODR;          
  uint16_t RESERVED2;         
  __IO uint32_t BSRR;        
  __IO uint32_t LCKR;         
  __IO uint32_t AFR[2];       
  __IO uint16_t BRR;         
  uint16_t RESERVED3;       
}GPIO_TypeDef;

对__IO的定义volatile，大家可以去看这篇文章这里写链接内容谢谢作者。通过这个结构体大家也该明白为什么能对BSRR寄存器进行操作了吧。在BSRR寄存器

#define GPIO_Pin_5                 ((uint16_t)0x0020) 

所以该函数就是对第五位ODR置位。之后延时，GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);和上面的差不多，就不一一讲了。
至此点灯程序就差不多了，做出来不一定能写出来，写的过程是一个升华提升的过程，能扎实自己的能力，再把自己的想一想，把以前认为理所当然的过一遍，能收获很多。。。
PS：库里的*.c文件添加后，如编译时提示找不到头文件，要去stm32f0xx_cof.h中使能相应的.h 文件（就是把前面的注释去掉）。