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;
STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作_第1张图片
2)如图所示,蜂鸣器,PB8接BEEP(蜂鸣器);
在这里插入图片描述
3)如图所示,PE4接KEY0,PE3接KEY1,PE2接KEY2,PA0接WK_UP。
在这里插入图片描述
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

1void 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:
STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作_第2张图片)
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:
STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作_第3张图片
STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作_第4张图片
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。
STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作_第5张图片
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。
STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作_第6张图片
STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作_第7张图片
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。
旧知识点
1)复习如何使用FlyMcu调试程序,可参考STM32学习心得一:FlyMcu软件配置;
2) 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;
3) 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;
4)复习寄存器地址,可参考STM32学习心得四:GPIO实验-基于寄存器。

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