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--- arm驱动三色led [2020/07/03 17:27]
zgf [三、实验原理]
+++ arm驱动三色led [2022/03/22 10:16] (当前版本)
sean
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 ^  版本  ^  日期  ^  作者  ^  修改内容  ^
 |  V1.0  |  2020-07-03  |  gingko  |  初次建立  |
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 === 2、GPIO输入输出模式 ===
-**GPIO可以配置成以下8种工作模式：**
+GPIO可以配置成以下8种工作模式：
-  * （1）浮空输入：此端口在默认情况下什么都不接，呈高阻态，这种设置在数据传输时用的比较多。
+  - 浮空输入：此端口在默认情况下什么都不接，呈高阻态，这种设置在数据传输时用的比较多。
-  * （2）上拉输入：上拉输入模式与浮空输入模式相比，仅仅是在数据通道上部，接入了一个上拉电阻，这个上拉电阻的阻值介于30K~50K欧姆，CPU可以随时在输入数据寄存器的另一端，读出I/O端口的电平状态。这种模式的好处在于我们什么都不输入时，由于内部上拉电阻的原因，处理器会觉得我们输入了高电平，这就避免了不确定的输入。该端口在默认情况下输入为高电平。
+  - 上拉输入：上拉输入模式与浮空输入模式相比，仅仅是在数据通道上部，接入了一个上拉电阻，这个上拉电阻的阻值介于30K~50K欧姆，CPU可以随时在输入数据寄存器的另一端，读出I/O端口的电平状态。这种模式的好处在于我们什么都不输入时，由于内部上拉电阻的原因，处理器会觉得我们输入了高电平，这就避免了不确定的输入。该端口在默认情况下输入为高电平。
-  * （3）下拉输入：下拉输入模式与浮空输入模式相比，仅仅是在数据通道上部，接入了一个下拉电阻。与上拉输入模式类似，这种模式的好处在于外部没有输入时，由于内部下拉电阻的原因，我们的处理器会觉得我们输入了低电平。
+  - 下拉输入：下拉输入模式与浮空输入模式相比，仅仅是在数据通道上部，接入了一个下拉电阻。与上拉输入模式类似，这种模式的好处在于外部没有输入时，由于内部下拉电阻的原因，我们的处理器会觉得我们输入了低电平。
-  * （4）模拟功能：STM32的模拟输入通道的配置很简单，信号从I/O端口直接进入ADC模块。此时，所有的上拉、下拉电阻和施密特触发器，均处于断开状态，因此输入数据寄存器将不能反映端口上的电平状态，也就是说，模拟输入配置下，信号不经过输入数据寄存器，CPU不能在输入数据寄存器上读到有效的数据。该输入模式，使我们可以获得外部的模拟信号。
+  - 模拟功能：STM32的模拟输入通道的配置很简单，信号从I/O端口直接进入ADC模块。此时，所有的上拉、下拉电阻和施密特触发器，均处于断开状态，因此输入数据寄存器将不能反映端口上的电平状态，也就是说，模拟输入配置下，信号不经过输入数据寄存器，CPU不能在输入数据寄存器上读到有效的数据。该输入模式，使我们可以获得外部的模拟信号。
-  * （5）开漏输出：开漏输出不可以直接输出高电平，开漏输出的输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行。
+  - 开漏输出：开漏输出不可以直接输出高电平，开漏输出的输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行。
-  * （6）推挽输出：推挽输出可以输出高、低电平，连接数字器件；推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源决定。
+  - 推挽输出：推挽输出可以输出高、低电平，连接数字器件；推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源决定。
-  * （7）开漏复用输出：GPIO的基本功能是普通的I/O，而STM32有自己的各个功能模块，这些内置外设的外部引脚是与标准GPIO复用的，当作为这些模块的功能引脚时就叫复用。开漏复用输出功能模式与开漏输出模式相比，不同的是输出控制电路的输入，是和片上外设的输出信号相连即与复用功能的输出端相连，此时，输出数据寄存器在输出通道被断开。
+  - 开漏复用输出：GPIO的基本功能是普通的I/O，而STM32有自己的各个功能模块，这些内置外设的外部引脚是与标准GPIO复用的，当作为这些模块的功能引脚时就叫复用。开漏复用输出功能模式与开漏输出模式相比，不同的是输出控制电路的输入，是和片上外设的输出信号相连即与复用功能的输出端相连，此时，输出数据寄存器在输出通道被断开。
-  * （8）推挽复用输出：推挽复用输出功能模式与推挽输出模式相比，不同的是输出控制电路的输入，是和片上外设的输出信号相连，即与复用功能的输出端相连，而输出数据寄存器在输出通道被断开。
+  - 推挽复用输出：推挽复用输出功能模式与推挽输出模式相比，不同的是输出控制电路的输入，是和片上外设的输出信号相连，即与复用功能的输出端相连，而输出数据寄存器在输出通道被断开。
 === 3、GPIO口配置 ===
-  * （1）作为普通GPIO输入：
+  * 1 作为普通GPIO输入：
-   * 根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
+    * 根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
-  * （2）作为普通GPIO输出：
+  * 2 作为普通GPIO输出：
-   * 根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
+    * 根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
-  * （3）作为普通模拟输入：
+  * 3 作为普通模拟输入：
-   * 配置该引脚为模拟输入模式，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
+    * 配置该引脚为模拟输入模式，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
-  * （4）作为内置外设的输入：
+  * 4 作为内置外设的输入：
-   * 根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。
+    * 根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。
-  * （5）作为内置外设的输出：
+  * 5 作为内置外设的输出：
-   * 根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出，同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。
+    * 根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出，同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。
   * 本实验通过STM32的三个GPIO驱动一个三色LED，引脚PB2接红色LED(ARM_LEDR),引脚PA9接蓝色LED(ARM_LEDB)，引脚PA10接绿色LED(ARM_LEDG),  GPIO为推挽输出模式，采用灌电流方式与LED连接，通过拉高拉低GPIO电平，从而控制LED亮灭。原理图如下图所示。
+{{ :icore4:icore4_arm_hal_1_1.png?direct |}}
 ==== 四、 实验程序 ====
 === 1、主函数 ===
+<code c>
+int main(void)
+{
+  /* MCU配置*/
+  /* 重置所有外围设备，初始化Flash接口和Systick */
+  HAL_Init();
+  /* 配置系统时钟 */
+  SystemClock_Config();
+  /* 初始化所有已配置的外围设备 */
+  MX_GPIO_Init();
+  /* 无限循环 */
+  while (1)
+  {
+        //三色LED循环闪烁
+        LED_RED_ON;
+        LED_BLUE_OFF;
+        LED_GREEN_OFF;
+        HAL_Delay(500);
+        LED_RED_OFF;
+        LED_BLUE_ON;
+        LED_GREEN_OFF;
+        HAL_Delay(500);
+        LED_RED_OFF;
+        LED_BLUE_OFF;
+        LED_GREEN_ON;
+        HAL_Delay(500);
+  }
+}
+</code>
 === 2、GPIO初始化 ===
+<code c>
+void MX_GPIO_Init(void)
+{
+  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
+  /* GPIO端口时钟使能 */
+  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
+  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
+  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
+  /*配置GPIO引脚输出电平 */
+  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
+  /*配置GPIO引脚输出电平*/
+  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
+  /*配置GPIO引脚：PB2 */
+  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
+  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
+  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
+  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
+  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
+  /*配置GPIO引脚：PA9 PA10 */
+  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
+  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
+  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
+  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
+  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
+}
+void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)
+</code>
   * 这个函数两个参数，第一个参数是用来指定需要初始化的GPIO对应的GPIO组，取值范围为GPIOA~GPIOK。第二个参数为初始化参数结构体指针，结构体类型为GPIO_InitTypeDef。
+<code c>
+typedef struct
+{
+  uint32_t Pin;         // 配置IO端口
+  uint32_t Mode;        // 配置IO模式
+  uint32_t Pull;        // 配置IO上下拉
+  uint32_t Speed;       // 配置IO速度等级
+  uint32_t Alternate;  // 要连接到所选引脚的外围设备
+}GPIO_InitTypeDef;
+</code>
 === 3、GPIO写入电平函数 ===
+<code c>
+void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)
+{   /* 检查参数 */
+  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
+  assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState));
+  if(PinState != GPIO_PIN_RESET)
+  {
+    GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
+  }
+  else
+  {
+    GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16;
+  }
+}
+</code>
   * 实验中通过调用HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)函数来实现对GPIO引脚高低电平的写入。
 === 4、宏定义引脚 ===
+<code c>
+#define LED_RED_ON  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET)
+#define LED_RED_OFF HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET)
+#define LED_BLUE_ON  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET)
+#define LED_BLUE_OFF HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET)
+#define LED_GREEN_ON HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_RESET)
+#define LED_GREEN_OFF HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET)
+</code>
   * 定义好上面的宏定义之后，就可以直接通过直接操作宏定义来控制三色LED的状态。
 ==== 五、 实验步骤 ====

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