STM32CubeMX学习笔记（2）——GPIO接口使用

一、新建工程

1. 打开 STM32CubeMX 软件，点击“新建工程”

2. 选择 MCU 和封装

3. 配置时钟
RCC 设置，选择 HSE(外部高速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)

选择 Clock Configuration，配置系统时钟 SYSCLK 为 72MHz
修改 HCLK 的值为 72 后，输入回车，软件会自动修改所有配置

4. 配置调试模式
非常重要的一步，否则会造成第一次烧录程序后续无法识别调试器
SYS 设置，选择 Debug 为 Serial Wire

二、GPIO输出

2.1 参数配置

在 System Core 中选择 GPIO 设置。

在右边图中找到 LED 灯对应引脚，选择 GPIO_Output。

在GPIO output level 中选择 Low 输出低电平点亮，可以添加自定义标签（这样生成代码也会根据标签设置引脚的宏定义）。

2.2 生成代码

输入项目名和项目路径

选择应用的 IDE 开发环境 MDK-ARM V5

点击 GENERATE CODE 生成代码

2.3 HAL库与标准库代码比较

STM32CubeMX 使用 HAL 库生成的代码：

#define LED_G_Pin GPIO_PIN_0
#define LED_G_GPIO_Port GPIOB
#define LED_B_Pin GPIO_PIN_1
#define LED_B_GPIO_Port GPIOB

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
    /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    /* GPIO Ports Clock Enable */  /*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pin Output Level */ /* 关闭所有led灯    */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin, GPIO_PIN_SET);

    /*Configure GPIO pins : LED_G_Pin LED_B_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = LED_G_Pin|LED_B_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin, GPIO_PIN_SET); // 输出高电平
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin, GPIO_PIN_RESET); // 输出低电平
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, LED_G_Pin);  // 反转

使用 STM32 标准库的代码：

// R-红色
#define LED1_GPIO_PORT      GPIOA                       /* GPIO端口 */
#define LED1_GPIO_CLK       RCC_APB2Periph_GPIOB        /* GPIO端口时钟 */
#define LED1_GPIO_PIN       GPIO_Pin_8                  /* 连接到SCL时钟线的GPIO */

// G-绿色
#define LED2_GPIO_PORT      GPIOB                       /* GPIO端口 */
#define LED2_GPIO_CLK       RCC_APB2Periph_GPIOB        /* GPIO端口时钟 */
#define LED2_GPIO_PIN       GPIO_Pin_0                  /* 连接到SCL时钟线的GPIO */

/**
  * @brief  初始化控制LED的IO
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void LED_GPIO_Config(void)
{       
    /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    /*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd( LED1_GPIO_CLK | LED2_GPIO_CLK, ENABLE);
        
    /*选择要控制的GPIO引脚*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_GPIO_PIN;    
    /*设置引脚模式为通用推挽输出*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
    /*设置引脚速率为50MHz */   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
    /*调用库函数，初始化GPIO*/
    GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
        
    /*选择要控制的GPIO引脚*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_GPIO_PIN;
    /*调用库函数，初始化GPIO*/
    GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    /* 关闭所有led灯 */
    GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);
    GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN);     
}

GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN); // 输出高电平
GPIO_ResetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN); // 输出低电平

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); 对应 RCC_APB2PeriphClockCmd( LED1_GPIO_CLK | LED2_GPIO_CLK, ENABLE);
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); 对应 GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED_G_Pin|LED_B_Pin, GPIO_PIN_SET); 对应 GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN);

三、GPIO输入

3.1 参数配置

在 System Core 中选择 GPIO 设置。

在右边图中找到按键对应引脚，选择 GPIO_Input。

3.2 生成代码

输入项目名和项目路径

选择应用的 IDE 开发环境 MDK-ARM V5

每个外设生成独立的 ’.c/.h’ 文件
不勾：所有初始化代码都生成在 main.c
勾选：初始化代码生成在对应的外设文件。 如 GPIO 初始化代码生成在 gpio.c 中。

点击 GENERATE CODE 生成代码

3.3 HAL库与标准库代码比较

STM32CubeMX 使用 HAL 库生成的代码：

#define KEY2_Pin GPIO_PIN_13
#define KEY2_GPIO_Port GPIOC
#define KEY1_Pin GPIO_PIN_0
#define KEY1_GPIO_Port GPIOA

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    /* GPIO Ports Clock Enable */
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pin : KEY2_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = KEY2_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(KEY2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

    /*Configure GPIO pin : KEY1_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = KEY1_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}

HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin); // 读取按键状态

使用 STM32 标准库的代码：

#define    KEY1_GPIO_CLK     RCC_APB2Periph_GPIOA
#define    KEY1_GPIO_PORT    GPIOA             
#define    KEY1_GPIO_PIN     GPIO_Pin_0

#define    KEY2_GPIO_CLK     RCC_APB2Periph_GPIOC
#define    KEY2_GPIO_PORT    GPIOC         
#define    KEY2_GPIO_PIN     GPIO_Pin_13

/**
  * @brief  配置按键用到的I/O口
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Key_GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    /*开启按键端口的时钟*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_GPIO_CLK|KEY2_GPIO_CLK,ENABLE);
    
    //选择按键的引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_GPIO_PIN; 
    // 设置按键的引脚为浮空输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 
    //使用结构体初始化按键
    GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
    
    //选择按键的引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_GPIO_PIN; 
    //设置按键的引脚为浮空输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; 
    //使用结构体初始化按键
    GPIO_Init(KEY2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
}

GPIO_ReadInputDataBit(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_GPIO_PIN);

__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); 对应 RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_GPIO_CLK|KEY2_GPIO_CLK,ENABLE);
HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct); 对应 GPIO_Init(KEY1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin); 对应 GPIO_ReadInputDataBit(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_GPIO_PIN);

四、注意事项

用户代码要加在 USER CODE BEGIN N 和 USER CODE END N 之间，否则下次使用 STM32CubeMX 重新生成代码后，会被删除。

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• 由 Leung 写于 2021 年 1 月 11 日

• 参考：STM32CubeMX系列教程1:GPIO