STM8教程-第七章 STM8S207 GPIO模塊及其應(yīng)用

1、第七章 STM8S207 GPIO模塊及其應(yīng)用本章終于開(kāi)始 STM8S207 的例程編寫(xiě)了，通過(guò)前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，相信對(duì)STM8S207 已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)。本章從 STM8S207 最簡(jiǎn)單的 IO 口模塊開(kāi)始STM8S207 的編程。 7.1 GPIO 簡(jiǎn)介 STM8S207 內(nèi)部有非常豐富的輸入、輸出端口資源，同時(shí)也集成了多種功能模塊，其輸入、輸出引腳大多為復(fù)用引腳。STM8S207 單片機(jī)的 IO 口包括 PA、PB、PC、PD、PE、PF、PG、PI 等 52 個(gè) IO 口 通用輸入/輸出口用于芯片和外部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。一個(gè) IO 端口可以包括多達(dá)8 個(gè)引腳，每個(gè)引腳可以被獨(dú)立編程作為數(shù)字

2、輸入或者數(shù)字輸出口。另外部分口還可能會(huì)有如模擬輸入，外部中斷，片上外設(shè)的輸入/輸出等復(fù)用功能。但是在同一時(shí)刻僅有一個(gè)復(fù)用功能可以映射到引腳上。復(fù)用功能的映射是通過(guò)選項(xiàng)字節(jié)控制的。請(qǐng)參考數(shù)據(jù)手冊(cè)關(guān)于選項(xiàng)字節(jié)的描述。 每個(gè) IO 口都有 5 個(gè)對(duì)應(yīng)的寄存器，IO 的工作方式也由這 5 個(gè)寄存器控制，它們分別為： 1、數(shù)據(jù)方向寄存器 2、配置寄存器 1 3、配置寄存器 2 4、輸出數(shù)據(jù)寄存器 5、輸入數(shù)據(jù)寄存器 一個(gè) I/O 口工作在輸入還是輸出是取決于該口的數(shù)據(jù)方向寄存器的狀態(tài)。 7.1.1 GPIO 主要功能 1、端口的各個(gè)位可以被單獨(dú)配置 2、可選擇的輸入模式：浮動(dòng)輸入和帶上拉輸入 3、可選擇

3、的輸出模式：推挽式輸出和開(kāi)漏輸出 4、數(shù)據(jù)輸入和輸出采用獨(dú)立的寄存器 5、外部中斷可以單獨(dú)使能和關(guān)閉 6、輸出擺率控制用以減少 EMC 噪聲 7、片上外設(shè)的 I/O 功能復(fù)用 8、當(dāng)作為模擬輸入時(shí)可以關(guān)閉輸入施密特觸發(fā)器來(lái)降低功耗 9、在數(shù)據(jù)輸出鎖存時(shí)支持讀-修改-寫(xiě) 10、輸入兼容 5V 電壓 11、I/O 口工作電壓范圍為 1.6 V 到 VDDIOmaxGPIO 模塊框圖7.2 IO 口的配置和使用 每一個(gè)端口都有一個(gè)輸出數(shù)據(jù)寄存器 (ODR)，一個(gè)引腳輸入寄存器 (IDR)和一個(gè)數(shù)據(jù)方向寄存器 (DDR)。 控制寄存器 1(CR1)和控制寄存器 2(CR2)用于對(duì)輸入/輸出進(jìn)行配置。任

4、何一個(gè) I/O 引腳可以通過(guò)對(duì) DDR、CR1 和 CR2 寄存器的相應(yīng)位進(jìn)行編程來(lái)配置。寄存器中的位 n 對(duì)應(yīng)于口的引腳 n 。STM8S 的每個(gè) IO 端口都有 5 個(gè)寄存器來(lái)控制，CR1 和 CR2 一起配置模式，DDR方向控制，ODR 輸出數(shù)據(jù)寄存器，IDR 輸入數(shù)據(jù)寄存器。 7.2.1 IO 口端口寄存器設(shè)置 除了 IO 口默認(rèn)功能外，要使用 IO 口操作時(shí)，必須先設(shè)置 IO 口寄存器，讓對(duì)應(yīng) IO 口工作于實(shí)際所需的功能。這里分別講解 DDR 方向寄存器，CR1 和 CR2配置寄存器，輸出時(shí)的 ODR 輸出數(shù)據(jù)寄存器以及 IDR 輸入數(shù)據(jù)寄存器。 1、方向寄存器 DDR如果對(duì)應(yīng)位數(shù)

5、據(jù)方向寄存器 DDRx x 取值(0-7)的數(shù)值為ÿ0，即將對(duì)應(yīng)引腳定義為輸入；如果對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)方向寄存器 DDRx 的數(shù)值為ÿ1，即將對(duì)應(yīng)引腳定義為輸出。 這里注意的地方是在 IAR 環(huán)境中，例如 PA 口定義為輸出時(shí)，可以定義為PA_DDR = 0xFF，其它端口也一致。還有就是單獨(dú)操作一個(gè)引腳時(shí)，可以這樣定義 PA_DDR_DDR0 就是 PA 的第一個(gè)引腳，其他引腳也類似。2、配置寄存器 CR1、CR2CR1 和 CR2 是一起使用的，具體的功能是實(shí)現(xiàn)配置為上拉，懸浮，中斷以及高速 IO 口等等功能。上圖已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了 CR1，CR2 的功能使用方法。例如當(dāng)配置為輸出時(shí)

6、，推挽模式，也是 PA 口，可以定義為 PA_CR1 = 0xFF; PA_CR2 = 0x00; 當(dāng)然，當(dāng)定義單獨(dú)一個(gè)引腳時(shí)，分別定義為 PA_CR1_C10 = 1; /PA0 PA_CR2_C20 = 0; 3、輸出數(shù)據(jù)寄存器 ODR當(dāng)對(duì)應(yīng) IO 口定義為輸出時(shí)，如何輸出一個(gè)讓程序控制的數(shù)值呢？這就要用到輸出數(shù)據(jù)寄存器。具體實(shí)現(xiàn)的是當(dāng)向?qū)?yīng)的輸出數(shù)據(jù)寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)數(shù)值就會(huì)在對(duì)應(yīng)的引腳中產(chǎn)生相應(yīng)的高低電平，具體實(shí)現(xiàn)辦法是，例如 PA0 輸出高電平可以定義為 PA_ODR |= 1; /其它寄存器已經(jīng)配置好當(dāng)然也可以單獨(dú)一個(gè)位操作 PA_ODR_ODR0 = 1; /效率比上面的更高

7、 4、輸入數(shù)據(jù)寄存器 IDRIDR 實(shí)現(xiàn)的功能是：當(dāng) IO 口定義為輸入時(shí)，通過(guò)讀取 IDR 寄存器可以知道對(duì)應(yīng) IO 口的電平。這里簡(jiǎn)單說(shuō)明當(dāng) PA0 定義為輸入時(shí)，可以直接讀取 PA0_IDR 寄存器來(lái)判斷 PA0 電平的情況 if(PA_IDR & 0x01 = 1) /判斷 PA0 口的狀態(tài) 也可以單獨(dú)讀取一個(gè) IO 口，例如 if(PA_IDR_IDR0 = 1) /效率比上面的更好 7.3 IO 口基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)例 本節(jié)以通用 IO 口簡(jiǎn)單應(yīng)用的角度講解如何控制 LED 燈和按鍵開(kāi)關(guān)信號(hào)，通過(guò)幾個(gè)實(shí)例的介紹，讓讀者掌握 IO 口的使用和編程方法。 7.3.1 輸出設(shè)備 LED

8、控制實(shí)例 典型 LED 有陽(yáng)極和陰極兩個(gè)引腳，LED 在正向偏置的狀態(tài)下能夠發(fā)光，通過(guò)通用 IO 口連接到 LED 的一個(gè)引腳，LED 另一個(gè)引腳接固定電平，即可點(diǎn)亮 LED。 本實(shí)例硬件連接如下圖所示，PD03 端口連接 4 個(gè) LED，編程實(shí)現(xiàn)明燈流水等操作。由電路圖可知，使用 STM8S207 的 PD0PD3 端口控制 4 個(gè) LED，PD0PD3 端口輸出低電平點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)的 LED。本例中流水燈的流動(dòng)速度沒(méi)有實(shí)現(xiàn)精確控制，即延時(shí)時(shí)間沒(méi)有精確計(jì)算，本書(shū)后面章節(jié)會(huì)討論如何實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)。 為了熟練使用 IAR，這里詳細(xì)介紹這個(gè)實(shí)例的整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程 1、 打開(kāi) IAR 軟件，出現(xiàn)如下圖所示：2、

9、選擇菜單 File>New>Workspace，新建一個(gè) Workspace 3、選擇 Project>Create New Project，新建一個(gè)工程，并學(xué)著 C 按 OK，選擇保存路徑保存。 4、選擇 File>Save>Workspace，保存 Workspace，出現(xiàn)下圖所示5、編寫(xiě)程序代碼就可以了，在 main 文件中添加如下代碼，實(shí)現(xiàn)流水燈#include "iostm8s207rb.h" void delay_ms(int value); int main( void ) unsigned char i=0; /配置PD0PD3

10、為輸出模式 PD_DDR |= 0x0F; /0000 1111， 1為輸出 PD_CR1 |= 0x0F; /推挽輸出 PD_CR2 = 0x00; while(1) /累加燈效果 PD_ODR = i & 0x0f; /先把i反轉(zhuǎn)，再取低4位控制4個(gè)LED delay_ms(100); +i; /* * 簡(jiǎn)單延時(shí)程序 * */ void delay_ms(int value) int i,j; if(value < 1) value = 1; for(i=0;i!=value;+i) for(j=0;j!=5000;+j); 6、工程選項(xiàng)配置 要下載的文件是 hex，默認(rèn)生成

11、時(shí) o 文件，所在要修改工程配置，具體如下：選擇 Project>Options，或者在 Workspace 窗口，選中 project 名字，右擊選擇選擇ÿOptions 設(shè)置如下圖所示：7、編譯下載 按編譯后，就會(huì)生成 hex 文件，在工程目錄的 Debug>Exe 下面 8、下載，這里不詳細(xì)說(shuō)了，在第二章節(jié)中已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明如下用串口下載程序。7.3.2 輸入設(shè)備按鍵開(kāi)關(guān)讀取實(shí)例 用戶通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的輸入控制。本實(shí)例按鍵開(kāi)關(guān)的硬件連接如下圖所示：由電路圖可知，使用 STM8S207 的 PD5PD7 端口讀取 3 個(gè)按鍵的狀態(tài)。本例依然使用上面所使用的 LED

12、 燈控制電路，使用 STM8S207 的 PD5PD7 端口控制LED1LED3 三個(gè) LED 燈，考慮通過(guò) 3 個(gè) LED 燈的亮滅反應(yīng) 3 個(gè)按鍵的狀態(tài)情況。 實(shí)例程序如下所示。 #include "iostm8s207rb.h" typedef unsigned char uchar; void delay_ms(int value); int main( void ) /PD0-PD2輸出LED PD5-PD7按鍵輸入 PD_DDR = 0x07; /低三位輸出 PD_CR1 = 0xFF; PD_CR2 = 0x00; /輸出選擇推挽，輸入選擇上拉 while(1) PD_ODR = (PD_IDR & 0xE0)>>5; delay_ms(10); /* * 簡(jiǎn)單延時(shí)程序 * */ void delay_ms(int v