1.4 STM32開發板概述

• STM32 是意法半導體公司基于 ARMv7 Cortex - M 內核設計的 32 位 MCU 芯片。
• F 表示通用型號，還有 L、H、W、G 相關系列。
• 103 表示增強型。
• F1xx 表明當前內核為 Cortex - M3 內核。
• ZET6 各部分含義：
  • Z：表示引腳數為 144。
  • E：表示閃存 Flash 為 512KB，屬于大容量存儲設備。
  • T：表示封裝標準為 LQFP 封裝。
  • 6：表示工作溫度限制在 - 40℃~85℃。

2.1 GPIO 概述
????????GPIO（General Purpose Input/Output）是 STM32 微控制器最基本、最常用的外設之一，用于與外部設備進行數字信號交互（如控制 LED、讀取按鍵、驅動傳感器等）。
咱們學習 Hi3861 中利用 GPIO 完成了 LED 控制，按鍵控制，傳感器數據讀取，蜂鳴器控制，利用 GPIO 模版 PWM 控制舵機。
GPIO 的控制核心邏輯

• 輸入輸出控制
• 高低電平控制
  在當前 STM32F103ZET6 中一共有
• 7 組 GPIO 分別對應 GPIOA～GPIOG 分組。
• 同時每一個 GPIO 分組對應 16 個對外引腳，流入 GPIOA00～GPIOA15 ==>PA0～PA15
• STM32F103ZET6 對外可以提供可編程 GPIO 引腳一共是 16 * 7 ==> 112 引腳

2.2 STM32F103ZET6 原理圖簡單分析

?????????原理圖是開發中重要的參考依據，通過原理圖分析當前 MCU 芯片引腳對應的功能模塊，已經控制方式分析。以 LED 燈為例分析，當前開發板中 DS0 絲印位號對應的 LED 燈在原理圖中，對應的引腳為 LED0。

在 STM32 開發中，操作 GPIO 需要確定的內容有：

• 那一組 GPIO，例如 GPIOB。
• 操作的 GPIO 是當前組內第幾個 Pin 引腳，對應引腳為 5 引腳 ==> GPIOB5 ==> PB5。
• 設置 GPIO 的工作模式。

2.3.1. 浮空輸入模式（Floating Input）

原理：在這種模式下，GPIO 引腳沒有接上拉電阻或下拉電阻，其電平狀態完全取決于外部電路。引腳處于高阻抗狀態，輸入電流幾乎為零。

應用場景：適用于外部信號已經有明確的驅動能力和電平狀態的情況，比如連接按鍵，按鍵

按下時直接將引腳接地，松開時引腳浮空，通過讀取引腳電平判斷按鍵狀態。

2.3.2. 上拉輸入模式（Pull - up Inpu）

原理：GPIO 引腳內部連接了上拉電阻，當外部電路沒有對引腳進行驅動時，引腳電平被上拉到高電平。如果外部電路將引腳拉低，那么引腳電平就為低電平。

應用場景：常用于按鍵輸入，當按鍵未按下時，引腳通過上拉電阻保持高電平；按鍵按下

時，引腳接地變為低電平，避免了引腳浮空可能帶來的電平不穩定問題。

2.3.3. 下拉輸入模式（Pull - down Input）

原理：與上拉輸入模式相反，GPIO 引腳內部連接了下拉電阻，當外部電路沒有對引腳進行驅動時，引腳電平被下拉到低電平。如果外部電路將引腳拉高，那么引腳電平就為高電平。

應用場景：同樣適用于按鍵輸入等場景，當按鍵未按下時，引腳通過下拉電阻保持低電平；

按鍵按下時，引腳接高電平。

2.3.4. 模擬輸入模式（Analog Input）

原理：該模式下，GPIO 引腳用于模擬信號的輸入，內部的數字邏輯電路被斷開，引腳直接連接到模擬信號處理模塊，如 ADC（模擬 - 數字轉換器）。

應用場景：用于采集模擬信號，如溫度傳感器、壓力傳感器等輸出的模擬電壓信號，通過

ADC 將模擬信號轉換為數字信號進行處理。

2.3.5. 開漏輸出模式（Open - Drain Output）

原理：在開漏輸出模式下，GPIO 引腳內部的輸出級只有 N 溝道 MOS 管，當輸出為低電平

時，MOS 管導通，引腳接地；當輸出為高電平時，MOS 管截止，引腳處于高阻態，需要外

部接上拉電阻才能輸出高電平。

應用場景：常用于實現線與功能、I2C 總線等通信協議，多個開漏輸出引腳可以連接在一

起，只要有一個引腳輸出低電平，總線就為低電平。

2.3.6. 推挽輸出模式（Push - Pull Output）

原理：推挽輸出模式下，GPIO 引腳內部的輸出級由 P 溝道 MOS 管和 N 溝道 MOS 管組成。當輸出為高電平時，P 溝道 MOS 管導通，引腳輸出高電平；當輸出為低電平時，N 溝道 MOS 管導通，引腳輸出低電平。

應用場景：適用于直接驅動一些負載，如 LED 燈，能夠提供較強的驅動能力。

2.3.7. 復用開漏輸出模式（Alternate Function Open - Drain Output）

原理：該模式下，GPIO 引腳的功能由片上外設控制，輸出級采用開漏輸出結構。與普通開漏輸出模式類似，需要外部接上拉電阻才能輸出高電平。

應用場景：常用于一些通信協議和外設接口，如 SPI 總線的某些引腳、I2C 總線等，將 GPIO 引腳復用為外設的特定功能。

2.3.8. 復用推挽輸出模式（Alternate Function Push - Pull Output）

原理：此模式下，GPIO 引腳的功能由片上外設控制，輸出級采用推挽輸出結構，能夠直接輸出高電平和低電平。

應用場景：常用于一些需要較強驅動能力的外設接口，如 UART 通信的發送引腳、PWM 信

號輸出等。

2.4 LED開發流程

2.4.1 LED 燈電路分析

2.4.2 LED STM32 開發流程

2.4.3 【時鐘】小重點

2.4.4 LED 對應 GPIO 組時鐘使能

2.4.7?代碼實現

#include "stm32f10x.h"
/*
STM32 核心頭文件，標準頭文件，當前對應 STM32F10x 系列，
當前使用的芯片是 STM32F103ZET6
開發中，需要使用相關函數，相關類型，相關配置都在當前
頭文件中。
*/
void Led_Delay(u32 tim);
int main(void)
{/*1. 時鐘使用，RCC 配置當前 GPIOB 和 GPIOE 兩個 GPIO 組使能。RCC ==> Reset & Clock ControlAPB2ENR 當前 APB2 Bridge 對應寄存器配置，當前 APB2ENR包括 【GPIOA ~ GPIOG】 ADC1,2,3 TIM1 TIM8 USART1 SPI1根據寄存器文檔分析，目標當前寄存器中的數據效果為【高 16 位不考慮，對應保留位】0000 0000 0100 10000x01 ==> 0000 00010x01 << 6 ==> 0100 0000  (GPIOE使能位)0x01 << 3 ==> 0000 1000  (GPIOB使能位)0x01 << 6 | 0x01 << 3  = 0100 1000*/RCC->APB2ENR |= 0x01 << 6; // GPIOE 組使能RCC->APB2ENR |= 0x01 << 3; // GPIOB 組使能/*2. 配置 GPIOB --> PB5 和 GPIOE --> PE5 對應工作模式為【推挽輸出模式】。二進制為效果為 0011 (CNF=00, MODE=11)需要配置 GPIOx_CRL 位 23:20 對應 CNF5 和 MODE5 因為GPIOx_CRL 默認值是 0x44444444 存在基礎數據*//*2.1 對 GPIOx_CRL 位 23:20 默認數據進行擦除。0x0F ==> 0000 11110x0F << 20 ==> 對應位23-20~(0x0F << 20) ==> 清除掩碼*/GPIOB->CRL &= ~(0x0F << 20);GPIOE->CRL &= ~(0x0F << 20);/*2.2 對 GPIOx_CRL 位 23:20 進行數據賦值 0011推挽輸出模式配置: CNF=00, MODE=11 (50MHz)*/GPIOB->CRL |= 0x03 << 20;GPIOE->CRL |= 0x03 << 20;/*3. 控制高低電平，從而控制 LED 亮和滅MCU 引腳輸出高電平 LED 燈滅MCU 引腳輸出低電平 LED 燈亮GPIOx_ODR 控制位 5 對應 PB5 和 PE5 兩個引腳對應 ODR 位 5 數據為 1 高電平，0 低電平*/while (1){GPIOB->ODR &= ~(0x01 << 5); // PB5 低電平 LED0 燈亮GPIOE->ODR |= (0x01 << 5);  // PE5 高電平 LED1 燈滅Led_Delay(200000);GPIOB->ODR |= (0x01 << 5);  // PB5 高電平 LED0 燈滅GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 5); // PE5 低電平 LED1 燈亮Led_Delay(200000);}
}// 延時函數
void Led_Delay(u32 tim)
{while (tim--){for (int i = 0; i < 72; i++){// 空循環，用于延時調整}}
}