STM32F4教程从零开始2——更合理的工程与GPIO操作

这次主要来介绍一下STM32的GPIO，GPIO是通用IO口的意思，一般用来管理单片机的单个管脚的操作，也可以拿来模拟通信协议（比较麻烦，而且稳定性不如硬件），最常见的用处就用来操作LED灯和捕获按键状态。我们今天主要是操作LED灯。。。。

先上一张STM32关于GPIO的原理图：

看起来是比较复杂的，大概可以这样看左边是芯片的内部，右边是最外面暴露出来的真正的管脚。在管脚处有两个上下拉电阻，而再后面的部分，可以看成上面是输入，下面是输出。

单片机的IO口是有输入功能和输出功能的，并不是说输出功能就是输出电流，输入功能就是输入电流。我认为正确的说法应该是，输出状态下，单片机是主动的，它决定了管脚是高电平还是低电平，当输出高电平的时候往往会输出电流，而输出低电平的时候会输入电流；而输入状态下，单片机是被动的，由外界决定管脚的电平高低，这个时候一般是输入电流的，是不是有点像男生比较主动而女生比较被动的感觉。显然，单片机不可能同时处于输出又输入的状态！

其实，stm32的输出功能还更麻烦一些，有推挽和开漏两种模式，这里我就不从电路电路分析了，直接说结果，大概可以理解成，推挽（PP）可以输出高电平（拉电流），也可以输出低电平（灌电流）；而开漏（OD）只能输出低电平（灌电流），它输出高电平是处于高阻态的。开漏其实可以看成一个与地相连接的开关，当开关闭合（输出低）时，把管脚与地相连，当开关断开（输出高）时，管脚悬空，这时外界可以很容易地改变这个管脚的电平，也可以说这个管脚的电平处于不稳定状态。

stm32的输入功能，也分成模拟输入和数字输入两种情况，当使用ADC功能的时候，要配置成模拟输入。

至于当使用管脚复用功能时，管脚基本是由硬件功能自己配置的，基本不用我们管。

接下来，我们来看看如何具体操作。

如果使用的是上一个教程建好的工程的话，需要做一些处理，如果只是单纯的想学GPIO的话可以跳过这部分，这样做只是更为了更优雅的编程而已。

1、首先，按照上一个教程把晶振设置好。

2、新建一个Global.h在User目录下，并添加到工程里。添加文件到工程里可以使用工具栏上的文件管理的图标，也可以在工程目录（左边那个）的响应目录上双击，然后选择文件。

在Global.h里写入以下代码

#ifndef _GLOBAL_H#define _GLOBAL_H#include "main.h"#include "stm32f4xx.h"#include "Bsp.h"#endif

这是典型的H文件的写法，前两行和最后一行是为了防止重复包含，以后当工程里面添加其他的H文件时，就在那个H文件里面包含Global.h，然后在Global.h里面包含那个文件，这样就可以全面包含，使全局函数在随处可调了。

3、把main.c换成以下内容，就是把大部分东西都删了就可以了

#include "main.h"int main(void){ while(1) { }}

把main.h换成以下内容,只需要包含Global.h就可以了

#ifndef __MAIN_H#define __MAIN_H#include "Global.h"#endif /* __MAIN_H */

4、然后需要修改Driver目录下的stm32f4xx_it.c里的SysTick_Handle()r函数，官方默认的这个函数里面调用了TimingDelay_Decrement()，这个函数在main.c里面定义，已经背我们删掉了，所以这里也需要删掉TimingDelay_Decrement()。

然后编译，应该是没有error，没有waring的。

5、在Driver目录下新建Bsp.c和Bsp.h两个文件，添加到工程里，并写入以下内容

Bsp.h

#ifndef _BSP_H#define _BSP_H#include "Global.h"void Bsp_init(void);static Bsp_gpioInit(void);#endif

Bsp.c

#include "Bsp.h"void Bsp_init(void){Bsp_gpioInit();}static Bsp_gpioInit(void){}

这样对工程的修整就差不多了。

接下来，我们就具体来编写GPIO部分的代码，只看GPIO的小伙伴们可以从这里开始。

首先，从我的原理图中可知我的板子的LED连接到了PD12-PD15

所以我就初始化这几个引脚

在Bsp_gpioInit函数里编写关于GPIO的初始化的部分。

static Bsp_gpioInit(void){GPIO_InitTypeDef gpioInitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);gpioInitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;gpioInitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;gpioInitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;gpioInitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;GPIO_Init(GPIOD, &gpioInitStructure);}

简单地说一下，第一句是定义一个GPIO的初始化类型变量，STM32基本为每种外设都设计了初始化类型。

然后是初始化时钟，使用大部分的模块前都需要初始化它的时钟。

然后就是配置那个初始化类型，首先是设置为输出（我们要驱动LED灯，显然单片机要主动），然后输出模式是推挽，由于我的板子的LED灯接法，开漏是亮不了滴，即需要输出高电平LED才会亮。再接着是配置管脚速度，2M基本够用，跑协议的话要快一些。再接着设置要初始化的管脚，就是LED对应的那个几个管脚。最后，调用初始化函数，初始化变量前面的&符合别漏了哦。

然后去main函数调用初始化函数，再调用一下写管脚高的指令，LED就可以亮起来了。

int main(void){Bsp_init();GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_12, Bit_SET);GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_13, Bit_SET);GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_14, Bit_RESET);GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_15, Bit_RESET); while(1) { }}

由于我的LED是共阴接法，所以，当管脚设置成Bit_SET时亮，设置成Bit_RESET时灭。

GPIO还是很简单的，其它常用的函数大家可以参考技术手册，都是一句话的事。

效果图