查看: 904|回复: 4

[教程] 从STM32开始的RoboMaster生活:进阶篇 I [GPIO]

[复制链接]
本文已经同步发布于作者部署的私人博客
为了更好的排版和观看体验
可以移步到 从STM32开始的RoboMaster生活:进阶篇 I [GPIO]

从STM32开始的RoboMaster生活:进阶篇 I [GPIO]

0.0 一点点声明

  • 本文以及以后的所有属于RoboMaster主题STM32系列的文章,均以RoboMaster开发板A型为说明和测试目标,其芯片代号为STM32F427IIHx,如果您的芯片代号不同,则不能直接使用本教程代码和引脚配置,请酌情修改!

1.0 什么是GPIO?

  • General Purpose Input Output  通用输入/输出端口

GPIO接脚可以供使用者由程控自由使用,PIN脚依现实考量可作为通用输入 ( GPI ) 或通用输出 ( GPO ) 或通用输入与输出 ( GPIO ) 。在嵌入式系统中,经常需要控制许多结构简单的外部设备或者电路,这些设备有的需要通过CPU控制,有的需要CPU提供输入信号。对设备的控制,使用传统的串口或者并口就显得比较复杂,所以,在嵌入式微控制器上通常提供了一种“通用可编程I/O端口”,也就是GPIO。一个GPIO端口至少需要两个寄存器,一个做控制用的“通用IO端口控制寄存器”,还有一个是存放数据的“通用I/O端口数据寄存器”。数据寄存器的每一位是和GPIO的硬件引脚对应的,而数据的传递方向是通过控制寄存器设置的,通过控制寄存器可以设置每一位引脚的数据流向。

2.0 GPIO在哪里?

  1. 在开发板A型中,提供了18个用户自定义GPIO

    RoboMaster-_A_-11.jpg

    上图中,26即为GPIO,位于开发板A型的中间位置

    GPIO Pin.png

    这是GPIO的具体引脚图,在配置芯片引脚时请务必核实引脚号是否正确

  2. RoboMaster同样也非常体贴地预先将一些GPIO接到了用户自定义LED上,在2.1图中的位置为10和18,10的LED×8皆为绿色,而18的LED×2则是一绿一红,在用户自定义按键附近。只能设置为GPIO_Output模式。

    GPIO LED.png

  3. 用户自定义按键(白色按键,黑色按键是STM32重启按键)。可以设置为GPIO_Input模式,或者GPIO_EXTI2模式(用于Interrupt 中断,现在不用理解这个,下个教程会讲)

    GPIO Button.png

3.0 如何使用GPIO?

3.1 读取GPIO

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
  • 参数
    • GPIOx:想要读取的GPIO所属的外设
    • GPIO_Pin:想要读取的GPIO的引脚
  • 返回值
    • GPIO_PinState:当I/O为低 ( 0 ) 时,返回GPIO_PIN_RESET;当I/O为高 ( 1 ) 时,返回GPIO_PIN_SET

3.2 写入GPIO

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)
  • 参数
    • GPIOx:想要写入的GPIO所属的外设
    • GPIO_Pin:想要写入的GPIO的引脚
    • PinState:想要写入的GPIO状态【GPIO_PIN_RESET / GPIO_PIN_SET】

3.3 反转GPIO

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
  • 参数
    • GPIOx:想要反转的GPIO所属的外设
    • GPIO_Pin:想要反转的GPIO的引脚

如果GPIO状态为GPIO_PIN_RESET,则改为GPIO_PIN_SET;
如果GPIO状态为GPIO_PIN_SET,则改为GPIO_PIN_RESET。

3.4 锁死GPIO

HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
  • 参数
    • GPIOx:想要锁死的GPIO所属的外设
    • GPIO_Pin:想要锁死的GPIO的引脚

锁死的是该GPIO的配置,而不是状态。任何尝试修改其配置的操作都会失败,除非重置GPIO。

3.5 重置GPIO

void HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin)
  • 参数
    • GPIOx:想要重置的GPIO所属的外设
    • GPIO_Pin:想要重置的GPIO的引脚

重置GPIO到默认的配置(Input Floating模式)。用于当我们不再使用某个外设时,节约电量,避免额外的消耗。

4.0 练习项目

4.1 项目简介

  • 按键版流水灯:按下白色按键后,依次让自带的LED灯按顺序亮起,或者依次熄灭

4.2 芯片配置

  • 芯片视角

    Chip.png

  • GPIO配置列表

    Config.png

4.3 项目代码

  • 一点有必要的说明

    • 主要看int main(void)函数中的代码,其余部分没看懂不用担心,不是本篇章的重点

    • 我只放了main.hmain.c,完整的工程文件可以在这里找到!

    • 完整的工程目录

    carbon for RM01.png

  • Inc/main.h

    /* USER CODE BEGIN Header */
    /**
    ******************************************************************************
    * @file           : main.h
    * @brief          : Header for main.c file.
    *                   This file contains the common defines of the application.
    ******************************************************************************
    * @attention
    *
    * <h2><center>© Copyright (c) 2020 STMicroelectronics.
    * All rights reserved.</center></h2>
    *
    * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
    * the "License"; You may not use this file except in compliance with the
    * License. You may obtain a copy of the License at:
    *                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
    *
    ******************************************************************************
    */
    /* USER CODE END Header */
    
    /* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
    #ifndef __MAIN_H
    #define __MAIN_H
    
    #ifdef __cplusplus
    extern "C" {
    #endif
    
    /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
    #include "stm32f4xx_hal.h"
    
    /* Private includes ----------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN Includes */
    
    /* USER CODE END Includes */
    
    /* Exported types ------------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN ET */
    
    /* USER CODE END ET */
    
    /* Exported constants --------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN EC */
    
    /* USER CODE END EC */
    
    /* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
    /* USER CODE BEGIN EM */
    
    /* USER CODE END EM */
    
    /* Exported functions prototypes ---------------------------------------------*/
    void Error_Handler(void);
    
    /* USER CODE BEGIN EFP */
    
    /* USER CODE END EFP */
    
    /* Private defines -----------------------------------------------------------*/
    #define LD8_Pin GPIO_PIN_8
    #define LD8_GPIO_Port GPIOG
    #define LD7_Pin GPIO_PIN_7
    #define LD7_GPIO_Port GPIOG
    #define LD6_Pin GPIO_PIN_6
    #define LD6_GPIO_Port GPIOG
    #define LD5_Pin GPIO_PIN_5
    #define LD5_GPIO_Port GPIOG
    #define LD4_Pin GPIO_PIN_4
    #define LD4_GPIO_Port GPIOG
    #define LD3_Pin GPIO_PIN_3
    #define LD3_GPIO_Port GPIOG
    #define LD2_Pin GPIO_PIN_2
    #define LD2_GPIO_Port GPIOG
    #define Button_Pin GPIO_PIN_2
    #define Button_GPIO_Port GPIOB
    #define LD1_Pin GPIO_PIN_1
    #define LD1_GPIO_Port GPIOG
    #define LD_RED_Pin GPIO_PIN_11
    #define LD_RED_GPIO_Port GPIOE
    #define LD_GREEN_Pin GPIO_PIN_14
    #define LD_GREEN_GPIO_Port GPIOF
    /* USER CODE BEGIN Private defines */
    
    /* USER CODE END Private defines */
    
    #ifdef __cplusplus
    }
    #endif
    
    #endif /* __MAIN_H */
    
    /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
  • Src/main.c

    /* USER CODE BEGIN Header */
    /**
    ******************************************************************************
    * @file           : main.c
    * @brief          : Main program body
    ******************************************************************************
    * @attention
    *
    * <h2><center>© Copyright (c) 2020 STMicroelectronics.
    * All rights reserved.</center></h2>
    *
    * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
    * the "License"; You may not use this file except in compliance with the
    * License. You may obtain a copy of the License at:
    *                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
    *
    ******************************************************************************
    */
    /* USER CODE END Header */
    
    /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
    #include "main.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);
    static void MX_GPIO_Init(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 */
      if(HAL_GPIO_ReadPin(Button_GPIO_Port,Button_Pin) == GPIO_PIN_SET){
              HAL_Delay(500);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD_RED_GPIO_Port,LD_RED_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD_GREEN_GPIO_Port,LD_GREEN_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD1_GPIO_Port,LD1_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port,LD2_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD3_GPIO_Port,LD3_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD4_GPIO_Port,LD4_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD5_GPIO_Port,LD5_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD6_GPIO_Port,LD6_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD7_GPIO_Port,LD7_Pin);
              HAL_Delay(100);
              HAL_GPIO_TogglePin(LD8_GPIO_Port,LD8_Pin);
      }
      /* USER CODE BEGIN 3 */
    }
    /* USER CODE END 3 */
    }
    
    /**
    * @brief System Clock Configuration
    * @retval None
    */
    void SystemClock_Config(void)
    {
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
    
    /** Configure the main internal regulator output voltage 
    */
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE3);
    /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
    */
    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }
    /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
    */
    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                                |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    
    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
    {
      Error_Handler();
    }
    }
    
    /**
    * @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_GPIOG_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
    
    /*Configure GPIO pin Output Level */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, LD8_Pin|LD7_Pin|LD6_Pin|LD5_Pin 
                            |LD4_Pin|LD3_Pin|LD2_Pin|LD1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
    /*Configure GPIO pin Output Level */
    HAL_GPIO_WritePin(LD_RED_GPIO_Port, LD_RED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
    /*Configure GPIO pin Output Level */
    HAL_GPIO_WritePin(LD_GREEN_GPIO_Port, LD_GREEN_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    
    /*Configure GPIO pins : LD8_Pin LD7_Pin LD6_Pin LD5_Pin 
                             LD4_Pin LD3_Pin LD2_Pin LD1_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = LD8_Pin|LD7_Pin|LD6_Pin|LD5_Pin 
                            |LD4_Pin|LD3_Pin|LD2_Pin|LD1_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);
    
    /*Configure GPIO pin : Button_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = Button_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(Button_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    
    /*Configure GPIO pin : LD_RED_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = LD_RED_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LD_RED_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    
    /*Configure GPIO pin : LD_GREEN_Pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = LD_GREEN_Pin;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(LD_GREEN_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
    
    }
    
    /* USER CODE BEGIN 4 */
    
    /* USER CODE END 4 */
    
    /**
    * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
    * @retval None
    */
    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 */
    }
    
    #ifdef  USE_FULL_ASSERT
    /**
    * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
    *         where the assert_param error has occurred.
    * @param  file: pointer to the source file name
    * @param  line: assert_param error line source number
    * @retval None
    */
    void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
    { 
    /* USER CODE BEGIN 6 */
    /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
       tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
    /* USER CODE END 6 */
    }
    #endif /* USE_FULL_ASSERT */
    
    /************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

4.4 效果展示




本文已经同步发布于作者部署的私人博客
为了更好的排版和观看体验
可以移步到 从STM32开始的RoboMaster生活:进阶篇 I [GPIO]

如果诸位看官喜欢的话,想让这个系列继续下去的话,就请在下方留言吧~



帅猫  中级技师

发表于 2020-3-12 21:44:56

你成功地把我拉进了坑
回复

使用道具 举报

炼金浪人  中级技匠
 楼主|

发表于 2020-3-12 21:59:43

帅猫 发表于 2020-3-12 21:44
你成功地把我拉进了坑

哼哼,只要拉了一个人进坑,那也是胜利了(硬核文写了也没什么人看)~
回复

使用道具 举报

he_he_和  见习技师

发表于 2020-4-16 15:12:12

炼金浪人 发表于 2020-3-12 21:59
哼哼,只要拉了一个人进坑,那也是胜利了(硬核文写了也没什么人看)~ ...

你一时半会也拉不了我入坑,我还在慢慢玩arduino,玩熟了再说。
回复

使用道具 举报

gada888  版主

发表于 2020-5-30 16:47:09

不错的板子
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

为本项目制作心愿单
购买心愿单
心愿单 编辑
[[wsData.name]]

硬件清单

  • [[d.name]]
btnicon
我也要做!
点击进入购买页面
上海智位机器人股份有限公司 沪ICP备09038501号-4

© 2013-2020 Comsenz Inc. Powered by Discuz! X3.4 Licensed

mail