嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo) 課件 郭書軍 第1-6章 STM32 MCU-內(nèi)部集成電路總線接口I2C

嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)“藍(lán)橋杯”嵌入式設(shè)計與開發(fā)競賽培訓(xùn)教材第1章STM32MCU

實驗1軟件開發(fā)環(huán)境

☆第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具 實驗2GPIO

☆第3章通用并行接口GPIO 實驗3LCD

☆第4章通用同步/異步收發(fā)器接口

實驗4USART

☆第5章串行設(shè)備接口SPI

實驗5SPI

☆第6章內(nèi)部集成電路總線接口I2C

實驗6I2C ☆第7章

模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC 實驗7ADC

☆第8章

定時器TIM

實驗8TIM

☆第9章

嵌套向量中斷控制器NVIC 實驗9NVIC ☆第10章

直接存儲器存取DMA

實驗10DMA

☆第12章

往屆試題

☆嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)目

錄2024/6/4方法以實驗為核心，采用翻轉(zhuǎn)課堂形式教學(xué)具體方法：課前預(yù)習(xí)，課上討論，課后總結(jié)課前：預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，完成預(yù)習(xí)報告課上：提出問題，回答問題，通過討論掌握實驗內(nèi)容課后：結(jié)合實驗和討論，在預(yù)習(xí)報告基礎(chǔ)上完成實驗報告23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是嵌入到對象體系中的專用計算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，硬件和軟件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)和通用計算機(jī)系統(tǒng)類似，由處理器、存儲器、輸入輸出接口和輸入輸出設(shè)備以及軟件等部分組成但作為專用計算機(jī)系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)和通用計算機(jī)系統(tǒng)相比，具有以下幾個重要特征：系統(tǒng)簡練、專用性強(qiáng)、實時操作系統(tǒng)支持和專門開發(fā)工具支持23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)最初的應(yīng)用是單片機(jī)系統(tǒng)最早的單片機(jī)是Intel公司的8048（1976）和8051（1980）近幾年流行的是ARM公司的Cortex-M系列Cortex-M0（基本型）、Cortex-M3、Cortex-M4（DSP）物聯(lián)網(wǎng)（IoT）=互聯(lián)網(wǎng)+智能硬件（嵌入式系統(tǒng)）智能硬件是以平臺性底層軟硬件為基礎(chǔ)，以智能傳感互聯(lián)、人機(jī)交互、新型顯示及大數(shù)據(jù)處理等新一代信息技術(shù)為特征，以新設(shè)計、新材料、新工藝硬件為載體的新型智能終端產(chǎn)品及服務(wù)23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計硬件設(shè)計：需求分析

功能確定

方框圖

電路圖

PCB制作

硬件調(diào)試23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計軟件設(shè)計：需求分析

算法確定

流程圖

源程序

調(diào)試運(yùn)行23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計嵌入式系統(tǒng)的C語言程序設(shè)計與一般的C語言程序設(shè)計基本相同，主要差別是：嵌入式系統(tǒng)C語言程序設(shè)計常用到位操作，包括“位反~”、“左移<<”、“右移>>”、“位與&”、“位或|”和“位異或^”等注意“位與&”和“位或|”與“邏輯與&&”和“邏輯或||”的區(qū)別使用位操作的主要目的是只對控制和狀態(tài)寄存器的指定位進(jìn)行操作，對其他位的值不產(chǎn)生影響。23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.1STM32MCU結(jié)構(gòu)

☆1.2STM32MCU存儲器映像

☆1.3STM32MCU系統(tǒng)時鐘樹

☆1.4Cortex-M4簡介

☆前頁

返回第1章STM32MCU嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)2024/6/4前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第1章STM32MCU1.1STM32MCU結(jié)構(gòu)由控制單元、從屬單元和總線矩陣三大部分組成，控制單元和從屬單元通過總線矩陣相連接控制單元包括Cortex-M4內(nèi)核和兩個DMA控制器（DMA1和DMA2）總線矩陣：

I-bus、D-bus、S-busAHB1、AHB2前頁

返回23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.1STM32MCU結(jié)構(gòu)從屬單元包括存儲器（FLASH和SRAM等）和設(shè)備（連接片外設(shè)備的接口和片內(nèi)設(shè)備）連接片外設(shè)備的接口有并行接口和串行接口，并行接口即通用IO接口GPIO，串行接口有USART、SPI、I2C、USB和CAN等前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.1STM32MCU結(jié)構(gòu)片內(nèi)設(shè)備有定時器TIM、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC等定時器包括高級控制定時器TIM1/8、通用定時器TIM2-5、基本定時器TIM6/7、實時鐘RTC、獨(dú)立看門狗IWDG和窗口看門狗WWDG等前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.1STM32MCU結(jié)構(gòu)注意：系統(tǒng)復(fù)位后，除FLASH接口和SRAM時鐘允許外，所有設(shè)備時鐘都被關(guān)閉，使用前必須設(shè)置時鐘使能寄存器（RCC_APBENR）允許設(shè)備時鐘。前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.2STM32MCU存儲器映像程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和輸入輸出端口寄存器被組織在同一個4GB的線性地址空間內(nèi)前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.3STM32MCU系統(tǒng)時鐘樹系統(tǒng)時鐘樹由系統(tǒng)時鐘源、系統(tǒng)時鐘和設(shè)備時鐘等部分組成系統(tǒng)時鐘源有5個：高速外部時鐘HSE（4~48MHz）、低速外部時鐘LSE（32.768kHz）、高速內(nèi)部時鐘HSI（16MHz）、高速內(nèi)部時鐘HSI48（48MHz）和低速內(nèi)部時鐘LSI（32kHz）外部時鐘用晶體振蕩器OSC實現(xiàn)，內(nèi)部時鐘用RC振蕩器實現(xiàn)前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.3STM32MCU系統(tǒng)時鐘樹系統(tǒng)時鐘SYSCLK（最大170MHz）可以是HSE或HSI，也可以是HSE或HSI通過鎖相環(huán)倍頻后的鎖相環(huán)時鐘PLLCLK系統(tǒng)復(fù)位后的系統(tǒng)時鐘為HSI，這就意味著即使沒有HSE系統(tǒng)也能正常工作，只是HSI的精度沒有HSE高SYSCLK經(jīng)AHB預(yù)分頻器分頻后得到AHB總線時鐘HCLK（最大170MHz），HCLK經(jīng)APB1/APB2預(yù)分頻器分頻后得到APB1/APB2總線時鐘PCLK1（最大170MHz）和PCLK2（最大170MHz），PCLK1和PCLK2分別為相連的設(shè)備提供設(shè)備時鐘前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.3STM32MCU系統(tǒng)時鐘樹系統(tǒng)時鐘樹中的時鐘選擇、預(yù)分頻值和外設(shè)時鐘使能等都可以通過對復(fù)位和時鐘控制（RCC）寄存器編程實現(xiàn)前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.3STM32MCU系統(tǒng)時鐘樹復(fù)位和時鐘控制（RCC）寄存器結(jié)構(gòu)體RCC_TypeDef在Drivers\CMSIS\

Device\ST\STM32G4xx\Include\stm32g431xx.h中定義常用的RCC

HAL宏定義在stm32g4xx_hal_rcc.h中定義如下：#define__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()\do{\__IOuint32_ttmpreg;\

SET_BIT(RCC->AHB2ENR,RCC_AHB2ENR_GPIOAEN);\/*DelayafteranRCCperipheralclockenabling*/\tmpreg=READ_BIT(RCC->AHB2ENR,RCC_AHB2ENR_GPIOAEN);\UNUSED(tmpreg);\}while(0)前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.3STM32MCU系統(tǒng)時鐘樹復(fù)位和時鐘控制（RCC）寄存器結(jié)構(gòu)體RCC_TypeDef在Drivers\CMSIS\

Device\ST\STM32G4xx\Include\stm32g431xx.h中定義常用的RCC

LL庫函數(shù)在stm32g4xx_ll_bus.h中聲明如下：__STATIC_INLINEvoidLL_AHB2_GRP1_EnableClock(uint32_tPeriphs){__IOuint32_ttmpreg;

SET_BIT(RCC->AHB2ENR,Periphs);/*DelayafteranRCCperipheralclockenabling*/tmpreg=READ_BIT(RCC->AHB2ENR,Periphs);(void)tmpreg;}

前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.3STM32MCU系統(tǒng)時鐘樹對比RCC的HAL和LL實現(xiàn)可以看出：兩者的操作相同，都是對指定寄存器（RCC->AHB2ENR）的指定位（RCC_AHB2ENR_GPIOAEN）進(jìn)行讀（READ_BIT）寫（SET_BIT）操作。因此，寄存器的讀寫操作是所有操作的基礎(chǔ)

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返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.4Cortex-M4簡介Cortex-M4是采用哈佛結(jié)構(gòu)的32位處理器內(nèi)核，擁有獨(dú)立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，兩者共享同一個4GB存儲空間Cortex-M4內(nèi)建一個嵌套向量中斷控制器（NVIC：NestedVectoredInterruptController），支持可嵌套中斷、向量中斷和動態(tài)優(yōu)先級等Cortex-M4內(nèi)部還包含一個系統(tǒng)滴答定時器SysTick前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.4Cortex-M4簡介SysTick的核心是1個24位遞減計數(shù)器，使用時根據(jù)需要設(shè)置初值（LOAD），啟動（ENABLE=1）后在系統(tǒng)時鐘（HCLK或HCLK/8）的作用下遞減，減到0時置計數(shù)標(biāo)志位（COUNTFLAG）并重裝初值系統(tǒng)可以查詢計數(shù)標(biāo)志位，也可以在中斷允許時產(chǎn)生SysTick中斷前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.4Cortex-M4簡介SysTick通過4個32位寄存器進(jìn)行操作前頁

返回控制狀態(tài)寄存器有3個控制位和1個狀態(tài)位第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.4Cortex-M4簡介常用的SysTick

HAL庫函數(shù)在stm32g4xx_hal.c中聲明如下：HAL_StatusTypeDefHAL_InitTick(uint32_tTickPriority);voidHAL_Delay(uint32_tDelay);前頁

返回第1章STM32MCU(1)SysTick初始化HAL_StatusTypeDefHAL_InitTick(uint32_tTickPriority);參數(shù)說明：

★TickPriority：SysTick中斷優(yōu)先級，在stm32g4xx_hal_conf.h中定義如下：

#defineTICK_INT_PRIORITY 0U返回值：HAL_StatusTypeDef-HAL狀態(tài)，在stm32g4xx_hal_def.h中定義23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.4Cortex-M4簡介常用的SysTick

HAL庫函數(shù)在stm32g4xx_hal.c中聲明如下：HAL_StatusTypeDefHAL_InitTick(uint32_tTickPriority);voidHAL_Delay(uint32_tDelay);前頁

返回第1章STM32MCU(2)HAL延時voidHAL_Delay(uint32_tDelay);參數(shù)說明：

★Delay：延時值（ms）23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.4Cortex-M4簡介常用的SysTickLL庫函數(shù)在stm32g4xx_ll_utils.h中聲明如下：voidLL_Init1msTick(uint32_tHCLKFrequency);voidLL_mDelay(uint32_tDelay);前頁

返回第1章STM32MCU(1)SysTick初始化voidLL_Init1msTick(uint32_tHCLKFrequency);參數(shù)說明：

★HCLKFrequency：HCLK頻率（170MHz）注意：LL_Init1msTick()沒有允許SysTick中斷，需要用stm32g4xx_ll_cortex.h中的下列函數(shù)允許SysTick中斷：voidLL_SYSTICK_EnableIT(void);23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.4Cortex-M4簡介常用的SysTickLL庫函數(shù)在stm32g4xx_ll_utils.h中聲明如下：voidLL_Init1msTick(uint32_tHCLKFrequency);voidLL_mDelay(uint32_tDelay);前頁

返回第1章STM32MCU(2)LL延時voidLL_mDelay(uint32_tDelay);參數(shù)說明：

★Delay：延時值（ms）23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)1.4Cortex-M4簡介Keil中的SysTick對話框其中包含SysTick所有寄存器及其復(fù)位值前頁

返回第1章STM32MCU23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)注意：HAL和LL操作本質(zhì)相同。HAL操作將底層操作進(jìn)行封裝，操作簡單，移植性好，比較適合計算機(jī)等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)使用；LL操作和直接操作寄存器類似，目標(biāo)程序小，有利于對硬件的理解，比較適合電子、通信和自動化等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)使用。前頁

返回第1章STM32MCU嵌入式系統(tǒng)的C語言程序設(shè)計與一般的C語言程序設(shè)計基本相同，主要差別是嵌入式系統(tǒng)C語言程序設(shè)計常用到位操作，包括“位反~”、“左移<<”、“右移>>”、“位與&”、“位或|”和“位異或^”等（注意“位與&”和“位或|”與“邏輯與&&”和“邏輯或||”的區(qū)別），使用位操作的主要目的是只對控制和狀態(tài)寄存器的指定位進(jìn)行操作，對其他位的值不產(chǎn)生影響。23:09:47嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具前頁

返回2.1軟件開發(fā)包（SDK）

☆2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）

☆2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）

☆嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)2024/6/4第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具前頁

返回2.1軟件開發(fā)包（SDK）STM32軟件開發(fā)包是STM32系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，經(jīng)歷了下列3個階段：固件庫（FirmWareLibrary）：FWLibV0.3（2007）~V2.0.3（2008）標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫（StandardPeripheralsLibrary）：SPLibV3.0.0（2009）~V3.5.0（2011）固件包（FirmwarePackage）：STM32CubeG4V1.0.0（2019）~V1.5.0（2021）注意：STM32G431只有固件包，沒有固件庫和標(biāo)準(zhǔn)庫嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.1軟件開發(fā)包（SDK）STM32Cube固件包包括：STM32Cube嵌入式軟件包：HAL：硬件抽象層嵌入式軟件庫，確保STM32系列產(chǎn)品的移植性LL：低層API，提供比HAL更接近硬件的快速輕量化的專業(yè)API中間件：USB、RTOS、FatFs和TCP/IP等應(yīng)用程序：提供完整的應(yīng)用程序、示例程序和工程模板STM32CubeMX：圖形化軟件配置工具，用圖形向?qū)沙跏蓟a嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.1軟件開發(fā)包（SDK）嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.1軟件開發(fā)包（SDK）STM32軟件開發(fā)最基礎(chǔ)的工作和單片機(jī)類似，是對STM32的設(shè)備寄存器進(jìn)行操作。但STM32的寄存器操作要比單片機(jī)復(fù)雜得多，初學(xué)者很難下手。為了降低開發(fā)難度，MCU生產(chǎn)廠商把基本的寄存器操作封裝成庫函數(shù)，軟件開發(fā)者使用這些庫函數(shù)進(jìn)行軟件開發(fā)就方便很多。根據(jù)封裝的方法不同，目前常用的有HAL和LL兩種庫函數(shù)。HAL（HardwareAbstractionLayer：硬件抽象層）將底層硬件操作封裝在庫函數(shù)中，上層用戶無需關(guān)心寄存器如何操作，通過調(diào)用庫函數(shù)實現(xiàn)相應(yīng)功能，操作簡單，移植性強(qiáng)。但HAL封裝有些過度，靈活性較差。LL（LowLayer：低層）提供比HAL更接近硬件的快速輕量化的專業(yè)庫函數(shù)，功能強(qiáng)大，使用靈活。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.1軟件開發(fā)包（SDK）LL直接操作MCU寄存器，HAL直接或通過LL操作MCU寄存器，接口與設(shè)備驅(qū)動（gpio.c和adc.c等）通過HAL或LL間接操作MCU寄存器，實現(xiàn)用戶程序與HAL/LL的隔離，這樣用戶程序就與HAL/LL無關(guān)，可以很方便的進(jìn)行移植。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）STM32CubeMX是STM32配置和生成初始化代碼的圖形化軟件配置工具，可以用圖形向?qū)渲煤蜕沙跏蓟a。STM32CubeMX支持32位（x86）和64位（x64）Windows7/8/10，下面以STM32CubeMX6.9.0為例介紹STM32CubeMX的安裝和使用。STM32CubeMX安裝文件如下：SetupSTM32CubeMX-6.9.0-Win.exe：STM32CubeMX安裝文件stm32cube_fw_g4_v150.zip：STM32g4系列固件包（可以在STM32CubeMX中下載）嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）STM32CubeMX的使用包括下列步驟：(1)安裝嵌入式軟件包(2)從MCU新建工程(3)引腳配置(4)時鐘配置(5)工程管理(6)生成HAL/LL工程嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47(1)安裝嵌入式軟件包單擊“Help”菜單下的“ManageEmbededSoftwarePackages”菜單項，或單擊主界面右側(cè)“Managesoftwareinstallations”下的“INSTALL/REMOVE”，打開嵌入式軟件包管理對話框安裝STM32G4軟件包第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）(2)從MCU新建工程嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47

單擊“File”菜單下的“NewProject...”菜單項，或單擊“NewProject”下的“ACCESSTOMCUSELECTOR”，打開從MCU新建工程對話框，在MCU列表中選擇“STM32G431RBTx”

第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）(3)引腳配置GPIOUSART1SPI2I2C1ADC1~2TIM1~3NVICRCCSYS嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）(4)時鐘配置嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47

在HSE左側(cè)輸入晶振頻率“24”MHz，選中“PLLSourceMux”輸入為“HSE”將“PLLM”、“*N”和“/R”的值分別設(shè)為“/6”、“X85”和“/2”，將HCLK設(shè)為“170”MHz第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）(5)工程管理①單擊工程管理標(biāo)簽，在ProjectName下輸入工程名“HAL”，在ProjectLocation下輸入“D:\CT117E-M4”，Toolchain/IDE選擇“MDK-ARM”，MinVersion選擇“V5”，確認(rèn)固件包名稱和版本為“STM32CubeFW_G4V1.5.0”。②單擊“CodeGenerator”，在“STM32CubeMCUpackkagesandembeddedsofewarepacks”中選擇“Copyonlythenecessarylibraryfiles”（只復(fù)制必要的庫文件）。③在“GeneratedFiles”中選中“Generateperipheralinitializationasapairof‘.c/.h’filesperperipheral”（每個設(shè)備分別生成一對初始化‘.c/.h’文件）。④單擊“AdvancedSettings”，驅(qū)動程序默認(rèn)使用“HAL”。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）(6)生成HAL/LL工程①單擊右上角的“GENERAECODE”生成HAL工程和初始化代碼，生成完成后顯示代碼生成對話框。②單擊“OpenFolder”打開工程文件夾HAL，其中包含下列文件和文件夾：HAL.ioc：STM32CubeMX工程文件MDK-ARM：Keil工程文件夾，包含Keil工程文件和啟動代碼匯編語言文件Drivers：驅(qū)動軟件庫，包括CMSIS和STM32G4xx_HAL_Driver兩個文件夾Core：用戶文件夾，包括Inc和Src兩個文件夾，Inc包括用戶頭文件，Src包括用戶源文件和1個系統(tǒng)初始化源文件注意：為了多個工程共用驅(qū)動軟件庫和用戶文件，可以將“Src”文件夾中的“main.c”文件剪切粘帖到“MDK-ARM”文件夾，Keil工程中也要做相應(yīng)的修改嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.2MCU配置工具（STM32CubeMX）(6)生成HAL/LL工程③在“AdvancedSettings”中將驅(qū)動程序全部修改為“LL”。④單擊“File”下“SaveProjectAs..”菜單項，將工程另存到“D:\CT117E-M4\LL”文件夾。⑤單擊右上角的“GENERAECODE”生成LL工程和初始化代碼，生成完成后打開工程文件夾LL，其中包含下列文件和文件夾：LL.ioc：STM32CubeMX工程文件MDK-ARM：Keil工程文件夾，包含Keil工程文件和啟動代碼匯編語言文件Drivers：驅(qū)動軟件庫，包括CMSIS和STM32G4xx_HAL_Driver兩個文件夾Core：用戶文件夾，包括Inc和Src兩個文件夾，Inc包括用戶頭文件，Src包括用戶源文件和1個系統(tǒng)初始化源文件嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）STM32的集成開發(fā)環(huán)境有MDK-ARM、EWARM和STM32CubeIDE等，本書以MDK-ARM為例介紹集成開發(fā)環(huán)境的安裝和使用。MDK-ARM是ARM收購Keil后推出的ARMMCU開發(fā)工具，是Keil集成開發(fā)環(huán)境uVision和ARM高效編譯工具RVCT（RealViewComplieTools）的完美結(jié)合。MDK-ARM經(jīng)歷了下列5個階段：DK-ARMV1.0~V1.4KeilDevelopmentToolsforARMV1.5KeilDevelopmentSuiteforARMV2.00~V2.42RealViewMicrocontrollerDevelopmentKitV2.50，V3.00~V3.80，V4.00~V4.20MicrocontrollerDevelopmentKitV4.21~V4.73，V5.00~V5.38嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）早期版本的MDK-ARM內(nèi)嵌軟件開發(fā)包如RVMDKV4.12內(nèi)嵌FWLibV2.0.1MDKV4.73內(nèi)嵌SPLibV3.5.0從MDK-ARMV5.00開始，軟件開發(fā)包以STM32Cube固件包的形式單獨(dú)發(fā)布，如stm32cube_fw_g4_v150.zip。下面以MDK-ARMV5.38為例介紹MDK-ARM的安裝和使用。MDK-ARM安裝文件如下：MDK538.exe：MDK-ARM安裝文件Keil.STM32G4xx_DFP.1.2.1.pack：器件支持包嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）MDK-ARM的使用包括：(1)生成目標(biāo)程序文件(2)配置CMSIS-DAP下載調(diào)試器(3)下載目標(biāo)程序(4)調(diào)試目標(biāo)程序(5)修改工程文件嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(1)生成目標(biāo)程序文件HAL工程中包含下列4個文件夾：Application/MDK-ARM：包含1個匯編語言源文件Application/User/Core：包含10個用戶源文件Drivers/STM32G4xx_HAL_Driver：包含HAL驅(qū)動程序源文件Drivers/CMSIS：包含1個系統(tǒng)初始化源文件注意：在“Project”窗口中右擊“main.c”，從彈出菜單中選擇“OptionsforFile‘main.c’...”，在對話框中將“Path”由“../Core/Src/main.c”修改為“main.c”。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(1)生成目標(biāo)程序文件選擇“Optimization”為“Level0(-O0)”（不優(yōu)化，方便調(diào)試）。確認(rèn)編譯包含路徑注意：這些路徑對編譯非常重要，如果編譯包含路徑不正確，編譯時將會有很多錯誤。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(1)生成目標(biāo)程序文件編譯C語言源文件并連接生成目標(biāo)程序文件“HAL.axf”注意：如果生成過程中有錯誤則不能生成目標(biāo)程序文件。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(2)配置CMSIS-DAP下載調(diào)試器嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47

第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(2)配置CMSIS-DAP下載調(diào)試器嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(3)下載目標(biāo)程序單擊生成工具欄中的“Download”按鈕，將目標(biāo)程序下載到競賽實訓(xùn)平臺，競賽實訓(xùn)平臺的8個LED點(diǎn)亮。(4)調(diào)試目標(biāo)程序程序中的語法錯誤生成時可以發(fā)現(xiàn)，但功能錯誤只能通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)。通過調(diào)試不僅可以發(fā)現(xiàn)功能錯誤，還可以驗證程序中語句和函數(shù)的功能。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(5)修改工程文件為了將main.c與HAL/LL隔離，可以對工程做如下修改：①單擊新建按鈕新建文件“Text1”，單擊保存按鈕將文件另存到“HAL\Core\Src”或“LL\Core\Src”文件夾，文件名為“sys.c”。②右擊“Project”中的“Application/User/Core”，在彈出菜單中選擇“AddExistingFiletoGroup‘Application/User/Core’...”，選擇“Core\Src”文件夾中的“sys.c”文件，單擊“Add”按鈕將“sys.c”添加到工程中。③在“sys.c”中添加下列代碼：#include"main.h"嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(5)修改工程文件為了將main.c與HAL/LL隔離，可以對工程做如下修改：④將main.c中的SystemClock_Config()函數(shù)代碼剪切粘帖到sys.c文件中。⑤將main()中的下列代碼剪切粘帖到SystemClock_Config()函數(shù)內(nèi)前部：/*HAL工程*/HAL_Init();/*LL工程*/LL_APB2_GRP1_EnableClock(LL_APB2_GRP1_PERIPH_AFIO);LL_APB1_GRP1_EnableClock(LL_APB1_GRP1_PERIPH_PWR);NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);LL_PWR_DisableUCPDDeadBattery();嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第2章軟件開發(fā)環(huán)境與工具2.3集成開發(fā)環(huán)境（IDE）(5)修改工程文件為了將main.c與HAL/LL隔離，可以對工程做如下修改：⑥在SystemClock_Config()函數(shù)內(nèi)后部添加下列代碼（僅對LL工程）：

LL_SYSTICK_EnableIT();/*允許SysTick中斷*/注意：如果生成目標(biāo)程序時生成輸出中出現(xiàn)下列信息：FCARM-OutputNamenotspecified,pleasecheck'OptionsforTarget-Utilities'則是“sys.c”文件類型錯誤，解決方法是：右擊“Application/User/Core”中的“sys.c”，在彈出菜單中選擇“OptionforFile‘sys.c’...”，在選項對話框中將“sys.c”的文件類型修改為“CSourcefile”。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)前頁

返回23:09:47第3章通用并行接口GPIO前頁

返回3.1GPIO簡介

☆3.2GPIO配置

☆3.3GPIO庫函數(shù)

☆3.3.1GPIOHAL庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)3.4GPIO設(shè)計實例

☆3.4.1HAL庫函數(shù)軟件設(shè)計與實現(xiàn)3.4.2LL庫函數(shù)軟件設(shè)計與實現(xiàn)3.5GPIO設(shè)計調(diào)試

☆3.6LCD使用

☆嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)2024/6/4前頁

返回3.1GPIO簡介GPIO包括多個16位I/O端口，每個端口可以獨(dú)立設(shè)置4種輸入方式和4種輸出方式，并可獨(dú)立地置位或復(fù)位GPIO由寄存器、輸入驅(qū)動器和輸出驅(qū)動器等部分組成嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.1GPIO簡介GPIO通過11個32位寄存器進(jìn)行操作嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.1GPIO簡介GPIO通過11個32位寄存器進(jìn)行操作（續(xù)）嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.1GPIO簡介輸入驅(qū)動器包括上拉/下拉電阻和施密特觸發(fā)器，實現(xiàn)4種輸入配置：浮空輸入時上拉/下拉電阻斷開；上拉/下拉輸入時根據(jù)PUPDR的設(shè)置連接上拉/下拉電阻，這兩種輸入配置下施密特觸發(fā)器打開，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)施密特觸發(fā)器輸入到輸入數(shù)據(jù)寄存器或片上設(shè)備（復(fù)用輸入）；模擬輸入時上拉/下拉電阻斷開，施密特觸發(fā)器關(guān)閉，模擬輸入到片上設(shè)備（如ADC等）。輸出驅(qū)動器包括輸出控制和輸出MOS管等，實現(xiàn)4種輸出配置：通用輸出的數(shù)據(jù)來自輸出數(shù)據(jù)寄存器，復(fù)用輸出的數(shù)據(jù)來自片上設(shè)備；推挽輸出0時N-MOS管導(dǎo)通，輸出1時P-MOS管導(dǎo)通；開漏輸出時P-MOS管關(guān)閉，輸出0時N-MOS管導(dǎo)通，輸出1時N-MOS管也關(guān)閉，端口處于高阻狀態(tài)，通過內(nèi)部或外接上拉電阻輸出高電平。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.1GPIO簡介輸入配置時輸出驅(qū)動器關(guān)閉，輸出配置時輸入驅(qū)動器的上拉/下拉電阻斷開，施密特觸發(fā)器打開，輸出數(shù)據(jù)可經(jīng)施密特觸發(fā)器輸入到輸入數(shù)據(jù)寄存器。輸入數(shù)據(jù)通過IDR實現(xiàn)。輸出數(shù)據(jù)可以通過ODR實現(xiàn)，也可以通過BSRR和BRR實現(xiàn)位操作，即只對1對應(yīng)的位設(shè)置或清除，而不影響0對應(yīng)的位，相當(dāng)于對ODR進(jìn)行按位“或”操作（設(shè)置）和按位“與”操作（清除）。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.2GPIO配置輸入功能配置GPIOPull-up/Pull-down：

Nopull-upandnopull-down

（不上拉下拉）

Pull-up（上拉）

Pull-down（下拉）嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.2GPIO配置輸出功能配置GPIOoutputlevel：

Low（低電平）

High（高電平）GPIOmode：

OutputPushPull（推挽輸出）

OutputOpenDrain（開漏輸出）嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.2GPIO配置輸出功能配置GPIOPull-up/Pull-down：

Nopull-upandnopull-down

（不上拉下拉）

Pull-up（上拉）

Pull-down（下拉）嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.2GPIO配置輸出功能配置Maximumoutputspeed：

Low（低速：5MHz）

Medium（中速：25MHz）

High（高速：50MHz）

VeryHigh（超高速：120MHz）嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.2GPIO配置GPIO配置完成后生成的相應(yīng)HAL和LL初始化程序分別在HAL\Core\Src\gpio.c和LL\Core\Src\gpio.c中/*HAL工程*/__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_0;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.2GPIO配置GPIO配置完成后生成的相應(yīng)HAL和LL初始化程序分別在HAL\Core\Src\gpio.c和LL\Core\Src\gpio.c中/*LL工程*/LL_APB2_GRP1_EnableClock(LL_APB2_GRP1_PERIPH_GPIOB);GPIO_InitStruct.Pin=LL_GPIO_PIN_0;GPIO_InitStruct.Mode=LL_GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull=LL_GPIO_PULL_NO;LL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.1GPIOHAL庫函數(shù)基本的GPIOHAL庫函數(shù)在stm32g4xx_hal_gpio.h中聲明如下：voidHAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

GPIO_InitTypeDef

*GPIO_Init);GPIO_PinStateHAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

uint16_tGPIO_Pin);voidHAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,uint_16GPIO_Pin,

GPIO_PinStatePinState);voidHAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin)注意：HAL沒有讀寫IDR和ODR的函數(shù)，可以使用宏定義或直接讀寫寄存器嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.1GPIOHAL庫函數(shù)(1)初始化GPIOvoidHAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

GPIO_InitTypeDef

*GPIO_Init);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★GPIO_Init：GPIO初始化參數(shù)結(jié)構(gòu)體指針，初始化參數(shù)結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedefstruct

{uint32_tPin; /*引腳*/

uint32_tMode; /*模式*/

uint32_tPull; /*上拉/下拉*/

uint32_tSpeed; /*速度*/uint32_tAlternate; /*復(fù)用功能*/

}GPIO_InitTypeDef;嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.1GPIOHAL庫函數(shù)(1)初始化GPIOvoidHAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

GPIO_InitTypeDef

*GPIO_Init);其中Pin和Mode分別在stm32g4xx_hal_gpio.h中定義如下：

#defineGPIO_PIN_0 ((uint16_t)0x0001) /*引腳0*/

……………………

#defineGPIO_PIN_15 ((uint16_t)0x8000) /*引腳15*/

#defineGPIO_PIN_All ((uint16_t)0xFFFF) /*所有引腳*/嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.1GPIOHAL庫函數(shù)(1)初始化GPIOvoidHAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

GPIO_InitTypeDef

*GPIO_Init);其中Pin和Mode分別在stm32g4xx_hal_gpio.h中定義如下：#defineGPIO_MODE_INPUT

0x00000000u/*浮空輸入*/#defineGPIO_MODE_OUTPUT_PP

0x00000001u/*通用推挽輸出*/#defineGPIO_MODE_OUTPUT_OD 0x00000011u/*通用開漏輸出*/#defineGPIO_MODE_AF_PP 0x00000002u/*復(fù)用推挽輸出*/#defineGPIO_MODE_AF_OD 0x00000012u/*復(fù)用開漏輸出*/#defineGPIO_MODE_ANALOG 0x00000003u

/*模擬輸入*/嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.1GPIOHAL庫函數(shù)(2)GPIO讀引腳GPIO_PinStateHAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

uint16_tGPIO_Pin);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★GPIO_Pin：GPIO引腳，取值是GPIO_PIN_0~GPIO_PIN_15返回值：GPIO引腳狀態(tài)，GPIO引腳狀態(tài)在stm32g4xx_hal_gpio.h中定義如下：

typedefenum

{GPIO_PIN_RESET=0U,

GPIO_PIN_SET

}GPIO_PinState;注意：對于多個引腳，所有引腳都為低電平時返回GPIO_PIN_RESET（0）。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.1GPIOHAL庫函數(shù)(3)GPIO寫引腳voidHAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,

GPIO_PinStatePinState);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★GPIO_Pin：GPIO引腳，取值是GPIO_PIN_0~GPIO_PIN_15

★PinState：GPIO引腳狀態(tài)，取值是GPIO_PIN_RESET或GPIO_PIN_SET注意：對于多個引腳，所有引腳的狀態(tài)相同。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.1GPIOHAL庫函數(shù)(4)GPIO切換引腳voidHAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★GPIO_Pin：GPIO引腳，取值是GPIO_PIN_0~GPIO_PIN_15嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)基本的GPIOLL庫函數(shù)在stm32g4xx_ll_gpio.h中聲明如下：ErrorStatusLL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

LL_GPIO_InitTypeDef

*GPIO_InitStruct);uint32_tLL_GPIO_ReadInputPort(GPIO_TypeDef

*GPIOx);uint32_tLL_GPIO_IsInputPinSet(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

uint32_tPinMask);voidLL_GPIO_WriteOutputPort(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

uint32_tPortValue);voidLL_GPIO_SetOutputPin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,uint32_tPinMask);voidLL_GPIO_ResetOutputPin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,uint32_tPinMask);嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)(1)初始化GPIOErrorStatusLL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

LL_GPIO_InitTypeDef

*GPIO_InitStruct);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★GPIO_InitStruct：GPIO初始化參數(shù)結(jié)構(gòu)體指針，初始化參數(shù)結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedefstruct

{uint32_tPin; /*引腳*/

uint32_tMode; /*模式*/

uint32_tSpeed; /*速度*/

uint32_tOutputType; /*輸出類型*/

uint32_tPull; /*上拉/下拉*/

}LL_GPIO_InitTypeDef;嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)(1)初始化GPIOErrorStatusLL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

LL_GPIO_InitTypeDef

*GPIO_InitStruct);其中Pin、Mode和OutputType分別在stm32g4xx_ll_gpio.h中定義如下：

#defineLL_GPIO_PIN_0

GPIO_BSRR_BS0 /*引腳0*/

……………………

#defineLL_GPIO_PIN_15

GPIO_BSRR_BS15 /*引腳15*/#defineLL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL 0x00000000U /*推挽輸出*/#defineLL_GPIO_OUTPUT_OPENDRAIN GPIO_OTYPER_OT0 /*開漏輸出*/嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)(1)初始化GPIOErrorStatusLL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

LL_GPIO_InitTypeDef

*GPIO_InitStruct);其中Pin、Mode和OutputType分別在stm32g4xx_ll_gpio.h中定義如下：#defineLL_GPIO_MODE_INPUT

(0x00000000U) /*輸入模式*/#defineLL_GPIO_MODE_OUTPUT

GPIO_MODER_MODE0_0

/*輸出模式*/#defineLL_GPIO_MODE_ALTERNATE

GPIO_MODER_MODE0_1/*復(fù)用模式*/#defineLL_GPIO_MODE_ANALOG

GPIO_MODER_MODE0

/*模擬模式*/嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)(1)初始化GPIOErrorStatusLL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

LL_GPIO_InitTypeDef

*GPIO_InitStruct);返回值：錯誤狀態(tài)，錯誤狀態(tài)在stm32g4xx.h中定義如下：

typedefenum

{SUCCESS=0U,

ERROR=!SUCCESS

}ErrorStatus;嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)(2)GPIO讀輸入端口uint32_tLL_GPIO_ReadInputPort(GPIO_TypeDef

*GPIOx);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG返回值：端口值(3)GPIO輸入引腳設(shè)置uint32_tLL_GPIO_IsInputPinSet(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

uint32_tPinMask);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★PinMask：引腳屏蔽，取值是LL_GPIO_PIN_0~15或LL_GPIO_PIN_ALL返回值：引腳狀態(tài)（0或1）注意：對于多個引腳，所有引腳都為高電平時返回1。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)(4)GPIO寫輸出端口voidLL_GPIO_WriteOutputPort(GPIO_TypeDef

*GPIOx,

uint32_tPortValue);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★PortValue：端口值(5)GPIO設(shè)置輸出引腳voidLL_GPIO_SetOutputPin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,uint32_tPinMask);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★PinMask：引腳屏蔽，取值是LL_GPIO_PIN_0~15或LL_GPIO_PIN_ALL嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.3GPIO庫函數(shù)3.3.2GPIOLL庫函數(shù)(6)GPIO復(fù)位輸出引腳voidLL_GPIO_ResetOutputPin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,uint32_tPinMask);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★PinMask：引腳屏蔽，取值是LL_GPIO_PIN_0~15或LL_GPIO_PIN_ALL(7)GPIO切換引腳voidLL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef

*GPIOx,uint32_tPinMask);參數(shù)說明：

★GPIOx：GPIO名稱，取值是GPIOA~GPIOG

★PinMask：引腳屏蔽，取值是LL_GPIO_PIN_0~15或LL_GPIO_PIN_ALL嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.4GPIO設(shè)計實例系統(tǒng)包括STM32MCU（內(nèi)嵌SysTick定時器）、4個按鍵和8個LED，實現(xiàn)用按鍵控制LED顯示的流水方向，LED流水顯示，每秒移位1次，1s定時由SysTick實現(xiàn)。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:473.4GPIO設(shè)計實例74HC573的LE端為1時，Q端隨D端變化；LE端為0時，Q端不隨D端變化（鎖存數(shù)據(jù)）。LED輸出時，首先通過PC8~PC15輸出數(shù)據(jù)，然后LE輸出1，Q端變化，最后LE輸出0，鎖存數(shù)據(jù)。前頁

返回嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.4GPIO設(shè)計實例PC8~PC15輸出0時LED點(diǎn)亮，輸出1時LED熄滅（負(fù)邏輯）。為了操作方便，LED通過D0~D7控制，并且1時LED點(diǎn)亮，0時LED熄滅（正邏輯），所以輸出時將LED取位反并左移8位，通過PC8~PC15輸出。嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.4GPIO設(shè)計實例3.4.1HAL庫函數(shù)軟件設(shè)計與實現(xiàn)包括SysTick、按鍵和LED程序設(shè)計與實現(xiàn)3部分。(1)SysTick程序設(shè)計與實現(xiàn)HAL工程的HAL_Init()已將SysTick配置為1ms中斷，并在stm32g4xx_it.c的SysTick_Handler()中通過HAL_IncTick()實現(xiàn)uwTick加1。實現(xiàn)1s定時的步驟是：

①

在main.c中定義如下全局變量：

/*USERCODEBEGINPV*/

uint8_tucSec;/*秒計時*/

/*USERCODEENDPV*/嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.4GPIO設(shè)計實例3.4.1HAL庫函數(shù)軟件設(shè)計與實現(xiàn)包括SysTick、按鍵和LED程序設(shè)計與實現(xiàn)3部分。(1)SysTick程序設(shè)計與實現(xiàn)②在stm32g4xx_it.c中定義如下變量：/*USERCODEBEGINSysTick_IRQn0*/staticuint16_tusTms;/*毫秒計時*/

externuint8_tucSec;/*秒計時*//*USERCODEENDSysTick_IRQn0*/嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.4GPIO設(shè)計實例3.4.1HAL庫函數(shù)軟件設(shè)計與實現(xiàn)包括SysTick、按鍵和LED程序設(shè)計與實現(xiàn)3部分。(1)SysTick程序設(shè)計與實現(xiàn)

③在stm32g4xx_it.c的SysTick_Handler()中添加下列代碼：/*USERCODEBEGINSysTick_IRQn1*/if(++usTms==1000)

/*1s到*/{usTms=0;ucSec++;/*秒加1*/}/*USERCODEENDSysTick_IRQn1*/嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO前頁

返回3.4GPIO設(shè)計實例3.4.1HAL庫函數(shù)軟件設(shè)計與實現(xiàn)(2)按鍵程序設(shè)計與實現(xiàn)按鍵程序包括按鍵讀取和按鍵處理兩部分，設(shè)計與實現(xiàn)步驟是：

①在gpio.h中添加下列函數(shù)聲明：

/*USERCODEBEGINPrototypes*/

uint8_tKEY_Read(void);/*按鍵讀取*/

/*USERCODEENDPrototypes*/嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.4GPIO設(shè)計實例3.4.1HAL庫函數(shù)軟件設(shè)計與實現(xiàn)(2)按鍵程序設(shè)計與實現(xiàn)

②在gpio.c中添加下列代碼：

uint8_tKEY_Read(void)/*按鍵讀取*/

{

uint8_tucKval=0;

if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0)==0)

{ /*B1按鍵按下(PB0=0)*/

HAL_Delay(10);/*延時10ms消抖*/

if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0)==0)

ucKval=1;/*賦值鍵值1*/

}

returnucKval;/*返回鍵值*/

}嵌入式設(shè)計與開發(fā)實訓(xùn)指導(dǎo)第3章通用并行接口GPIO23:09:47前頁

返回3.4GPIO設(shè)計實例3.4.1HAL庫函數(shù)軟件設(shè)計與實現(xiàn)(2)按鍵程序設(shè)計與實現(xiàn)③在main.c中定義如下全局變量：

/*USERCODEBEGINPV*/

uint8_tucSec;/*秒計時*/

uint8_tucKey,ucDir;/*按鍵值，LED流水方向*/

/*USERCODEENDPV*/④在main.c中添加下列函數(shù)聲明：

/*USERCODEBEGINPFP*/

voidKEY_Proc(void);/*按鍵處理