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1.1 GPIO流水燈硬件電路分析

發光二極管是屬于二極管的一種，具有二級管單向導電特性，即只有在正向電壓（二極管的正極接正，負極接負）下才能導通發光。PB0引腳接發光二極管(LED1)的正極,所以PB0引腳輸出高電平LED1亮，PB0引腳輸出低電平LED1熄滅,，LED2，LED3同理。

圖1 LED電路圖

在上一章，我們知道STM32的引腳有8中模式，我們要點亮LED，顯然是輸出模式，那么則要將PB0、PG6、PG7設置為普通輸出模式，那么是是開漏輸出，還是推挽輸出呢？或者都可以。為了使得LED點亮，我們只需要將PB0、PG6、PG7輸出為高電平，斌企鵝需要輸出電流，則需要將其設置為推挽輸出，因為如果是開漏輸出，則不會有電流，LED就不會點亮。好了，就到這里吧，我們使用STM32Cube新建工程。

1.2 STM32Cube新建工程

關于如何使用使用STM32Cube新建工程在前文已經講解過了，這里直說配置GPIO部分內容。本文要實現流水燈，其實輸出為初始化設置為高電平還是低電平都可以，因為流水燈需要不斷反轉。

1.首先進行系統配置

Debug模式選擇可以選擇其他模式，默認選擇No debug，Timebase Source選擇SysTick，關于Timebase Source在后文會詳細講解。

圖2系統配置

2.時鐘配置，外部高速時鐘

圖3

配置系統時鐘配置72MHz，APB1總線配置36MHz。默認高速時鐘是使用內部（HSI），而且CPU時鐘配置的比較低。以我選擇的STM32F103，外部8M晶振為例（如下圖）。

圖4

3.GPIO初始化配置

我們將PB0、PG6、PG7配置輸出模式（高電平、低電平均可）、輸出速率、上/下拉等，默認即可。

圖5 GPIO初始化

4.工程生成設置

圖6

其他默認即可。最后點擊“生成代碼”即可生成代碼。

圖7生成代碼

1.3 GPIO流水燈實現與代碼分析

1.3.1 流水燈實現

我們要實現流水燈，需要在主函數添加一下代碼。

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0);HAL_Delay(500);HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0);HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_6);HAL_Delay(500);HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_6);HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_7);HAL_Delay(500);HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_7);

圖8

1.3.2流水燈代碼分析

在分析代碼前，先看看流水燈編程流程：

1>使能GPIO端口時鐘；

2>初始化GPIO引腳，即為GPIO初始化結構體賦值，并調用相應初始化函數完成初始化配置；

3>根據實際需求控制流水燈。

STM32采用固件庫開發，代碼比較多，因此，我們在看一個實際工程時，只需從主函數開始，好了，接下來，筆者就帶領大家一步一步看看流水燈是怎么實現的。筆者先貼出主函數代碼。

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 */

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0);

HAL_Delay(500);

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0);

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_6);

HAL_Delay(500);

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_6);

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_7);

HAL_Delay(500);

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_7);

/* USER CODE BEGIN 3 */

}

/* USER CODE END 3 */

}

注釋部分不用管，我們只看代碼。

1.復位所有硬件

HAL_Init()函數為復位所有硬件，這個就不細說了。

HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)

{

/* Configure Flash prefetch */

#if (PREFETCH_ENABLE != 0)

#if defined(STM32F101x6) || defined(STM32F101xB) || defined(STM32F101xE) || defined(STM32F101xG) ||

defined(STM32F102x6) || defined(STM32F102xB) ||

defined(STM32F103x6) || defined(STM32F103xB) || defined(STM32F103xE) || defined(STM32F103xG) ||

defined(STM32F105xC) || defined(STM32F107xC)

/* Prefetch buffer is not available on value line devices */

__HAL_FLASH_PREFETCH_BUFFER_ENABLE();

#endif

#endif /* PREFETCH_ENABLE */

/* Set Interrupt Group Priority */

HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);

/* Use systick as time base source and configure 1ms tick (default clock after Reset is HSI) */

HAL_InitTick(TICK_INT_PRIORITY);

/* Init the low level hardware */

HAL_MspInit();

/* Return function status */

return HAL_OK;

}

2.時鐘初始化函數

SystemClock_Config()函數用于時鐘初始化，也就是通過STM32Cube實現。

圖9時鐘配置

時鐘初始化函數如下：

void SystemClock_Config(void)

{

RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters

* in the RCC_OscInitTypeDef structure.

RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;

RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;

if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks

RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;

RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

RCC_OscInitTypeDef結構體類型定義時鐘來源和系統時鐘生成配置，就是圖9中的配置，本例程使用外部8MHz晶振，通過PLL鎖相環9倍頻后得到72M系統時鐘。

RCC_ClkInitTypeDef結構體類型定義總線時鐘配置，一般選擇使能系統時鐘、AHB、APB1和APB2總線時鐘，其中只有APB1總線時鐘36MHz，其他都為72MHz。

HAL_RCC_ClockConfig函數就是HAL定義的一個系統滴答定時器初始化配置函數，通過這個函數得到延時效果。

2.GPIO初始化函數

MX_GPIO_Init()函數用于LED的GPIO初始化，代碼如下：

static void MX_GPIO_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

/* GPIO Ports Clock Enable */

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();

/*Configure GPIO pin Output Level */

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);

/*Configure GPIO pin Output Level */

HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);

/*Configure GPIO pin : PB0 */

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;

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);

/*Configure GPIO pins : PG6 PG7 */

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;

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);

}

以上就是LED的初始化函數，初始化GPIO有個重要的結構體GPIO_InitTypeDef，先看看該結構體。

typedef struct

{

uint32_t Pin; /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.

This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */

uint32_t Mode; /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.

This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */

uint32_t Pull; /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.

This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */

uint32_t Speed; /*!< Specifies the speed for the selected pins.

This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */

} GPIO_InitTypeDef;

Pin：引腳編號選擇，一個GPIO有16個引腳可選，參數可選有：GPIO_PIN_0、….、GPIO_PIN_15和GPIO_PIN_ALL。很多時候我們可以使用或運算進行選擇：GPIO_PIN_0| GPIO_PIN_4。
Mode：引腳模式選擇，在前文筆者已經介紹了引腳有8中工作模式，根據外設選擇相應模式。