STM32CubeMX5.1.0使用教程，以STM32L431为例（二）：新建工程、时钟、gpio
这里，我们使用STM32CubeMX新建一个工程感受其强大
文章目录
- 一、新建工程
- 二、保存工程
- 三、时钟配置
- 四、GPIO设置
- 五、生成代码
- 六、GPIO基本输入输出函数（HAL库）
- 七、结语
一、新建工程
打开STM32CubeMX5.1.0，界面如下图所示
其中，点击1处为打开已存在的工程，点击2处选择单片机型号建立工程，点击3处选择官方开发板新建工程，点击4处检查更新，点击5处安装单片机软件包
这里，我们点击2处，等待单片机型号更新，完成都自动进入单片机选择器，如下图所示
1处输入单片机型号进行搜索，双击2处即可进入新工程，点亮箭头处五角星可以收藏，收藏后的单片机型号可以在3处快速找到。同时这个界面也可以用来进行单片机筛选，或者安装MCUFinder进行单片机选型，这不是我们讲解的主要内容，请读者自行学习。
这里我们双击2处进入工程，出现下图所示界面
图中各标号（11以上没找到带圆圈的数字。。。）处作用如下：
1、引脚设置界面，新疆工程后的默认界面
2、时钟配置界面，配置单片机时钟树
3、工程设置界面，配置工程属性，如路径、使用LL或HAL库、生成代码的编译器
4、工具界面，可以进行功耗仿真
5、点击后可以选择折叠（Expand All）或展开（Collapse）所有功能标签
6、可以进行功能搜索
7、选择以目录形式（Categories）或列表形式（A->Z）显示功能树
8、功能树
9、点击展开（向右箭头）或折叠（向左箭头）功能配置
10、选择引脚视图（Pinout View，默认）或系统功能视图（System View）
11、放大视图
12、视图居中完全显示
13、缩小视图
14、视图顺时针旋转
15、视图逆时针旋转
16、引脚搜索（15/16之间的按钮是设置开发板工程的上下层）
17、生成代码
在引脚视图中，可以通过鼠标滚轮进行放大和缩小视图，按住鼠标左键拖动可以移动视图
二、保存工程
我们可以使用简单的ctrl+s保存工程，但我更加推荐在工程设置界面进行保存
点击图3中3处（Project Manger）进入工程设置界面，如下图所示
在1处输入工程名，在2处选择保存目录，注意保存目录中不应出现中文，系统会在保存目录中新建以工程名为文件夹名称的文件夹，所以不需要自建工程文件夹，这里我选择桌面，在3处选择使用的编译工具，这里我选择MDK-ARM V5，即keil Uvision5。设置完后可以发现系统已经在桌面建立了名为FirstProject的文件夹。此时在ctrl+s便可在此文件夹进行保存，文件夹中的FirstProject.ioc文件即使Cube工程文件。此后工程生成的代码即是keil5工程，保存在该文件夹中
三、时钟配置
STM32不同型号单片机中的时钟略有差异，具体时钟配置请参见各型号参考手册。
STM32L431拥有多种时钟源，如HSE、LSE、HSI、LSI等，这里不详细讲解，只说如何配置。
点击图3中的2处，进入时钟配置，如下图所示
系统默认使用MSI作为时钟源，在通用应用中，我们倾向于使用外部晶振作为时钟输入，但此时HSE（外部输入高速时钟）和LSE（外部输入低速时钟）显示为灰色，无法设置，这是因为没有设置晶振引脚连接。
回到引脚视图，如下图所示
RCC设置在System Core选项卡中，点击1处展开选项卡，点击2处选择RCC功能，程序自动展开设置功能配置，如没有展开，点击图3中9处右箭头即可。在展开的功能配置中，3和4处均选择晶振即可。此时右侧红框即自动显示对应引脚连接。回到时钟配置界面。如下图所示
如图7所示，PLL Source Mux选择HSE，PLLM选择1分频，N选择20倍频，R选择2分频即可将HCLK设置至stm32l431的最高频率80MHz。随后的外设时钟分频可根据实际进行设置，此处不做分频。此时，基本的时钟设置就完成了。
四、GPIO设置
此节讲解GPIO基本输入输出设置
回到引脚视图，中间位置有选低定的单片机引脚图。将鼠标置于引脚上时会显示引脚当前状态，左键点击引脚可以设置需要的引脚功能，这里我们将PA0设置为输出（GPIO_Output），PA1设置为输入（GPIO_Input）。
通常，我们会给引脚进行自定义命名，编译程序编写。右键需要进行自定义命名的引脚，选择Enter User Label即可输入自己的命名，输入完后回车即可。注意命名应符合C语言变量名命名规则，同时自定义命名时需要再设置过引脚功能后，否则右键没反应。这里我将PA0命名为LED，PA1命名为KEY。如图所示
此时，基本的GPIO输入输出便设置好了，但通常我们处设置工作模式外还需要设置一些其他参数，如初始电平、上下拉、GPIO口速度、工作模式等，下面我们对齐进行设置。如下图所示
与Cube的前期版本不太一样，5.1.0版本的gpio功能设置放到了引脚视图中，点击功能树中的GPIO选项，展开选项框，点击对应引脚，下方便出现了引脚配置。可根据需要自行设置。这样基本的GPIO输入输出变配置完了。
五、生成代码
在生成代码前，我们需要对生成的代码进行一些配置，点击图3中3处进入工程设置界面，如下图所示
点击1处进入Code Generator标签，2处选择需要复制的文件，如非特殊需要，选择仅复制炫耀的库文件即可，3处勾选将不同外设初始化代码放在不同的C语言文件和同文件中，同时选择在重新生成时保留用户代码，这样，当功能有修改时便可直接重新生成，不影响自己编写的代码。
系统默认使用HAL库进行代码生成，也可以选择LL库进行生成，需要的点击Advanced Settings进入设置，如下图所示
不同外设可以选择不同库进行生成。个人喜欢使用HAL库。我均使用HAL库进行生成。
设置完之后，直接点击图3中17处，GENERATE CODE按钮进行代码生成即可。
待代码生成成功后选择Open Project打开工程。
六、GPIO基本输入输出函数（HAL库）
官网可以下载到对应型号单片机的HAL_LL库说明。我是用的是stm32l4/l4+的库函数说明。
打开工程后，所有需要的文件均已在工程树中，其中gpio.c文件中包含gpio初始化相关的函数以定义，通常不需要用户修改。main.c中包含主函数，主函数中已经写好了各外设初始化的函数调用，值得注意的是，在main.h中包含有引脚命名的宏定义。如下代码所示
/* Private defines -----------------------------------------------------------*/
#define LED_Pin GPIO_PIN_0
#define LED_GPIO_Port GPIOA
#define KEY_Pin GPIO_PIN_1
#define KEY_GPIO_Port GPIOA
此工程包含完整，可以直接编译通过。
下面是main.c中的一些代码
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
可以看到，代码中有多处USER…BEGIN和USER…END，这是提示用户在对用的开始和结束之中编写代码，卸载对应代码块中的代码不会再重新生成时被覆盖，相当人性化。
下面代码为简单的检测到输入脚为高电平，输出脚就为高电平的程序
while (1)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port, KEY_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
}
else
{
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
其中HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port, KEY_Pin)和HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET)函数分别为读取GPIO状态函数和GPIO输出电平设置函数。具体见如下函数说明
除这两个函数之外，还有翻转电平函数HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef * GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)等，详见HAL_LL数据手册
七、结语
第一次写教程，自己都感觉语无伦次，大家轻喷。。。写的不清楚的地方欢迎共同探讨
下次写串口设置，及串口中断