STM32根本GPIO控制

目次

1.GPIO基础知识
1.1体系架构
2. IO八种工作模式
2.1STM32 IO工作模式
2.2GPIO的输出速率
3.固件库实现LED点灯
3.1LED灯
LED灯，是一种能够将电能转化为可见光的半导体期间
3.2.控制LED灯
4.STM32控制蜂鸣器
1.蜂鸣器的种类
2.蜂鸣器的控制方式
3.软件设计流程
5 按键基础知识
5.1.深入理解GPIO输入
5.2按键控制LED灯
6 继电器
6.1.继电器的工作原理
6.2.继电器的引脚阐明
6.3.单片机控制继电器软件开发流程
7.震动传感器
7.1.震动传感器工作原理
7.2.震动传感器硬件引脚接线
7.3.震动传感器控制灯
8.433无线模块
1.433M无线模块工作原理
2.引脚接线
3.433M控制灯软件开发流程

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1.GPIO基础知识

   GPIO(General-Purpose input/output,通用输入/输出接口)     用于感知外部信号（输入模式）和控制外部设备（输出模式）     简单模块：  LED,  按键，蜂鸣器，温度传感器，使用一个  GPIO  就可以完成数据的传输  / 控制     复杂一点的模块  OLED  ，  FLASH,  六轴传感器需要多个引脚组成  “  协议  ”  传输数据，USART,IIC,SPI等协议     MCU  单片机多数采用引脚复用模式也就是一个  GPIO  ，可以直接控制它输出高低电平，也可以设置为某个协议的引脚之一。此外,一些MCU  的引脚，还能设置为  ADC  模式读取模拟信号，大概设置为DAC  模式输出模拟信号。   1.1体系架构

2. IO八种工作模式

   GPIO结构图   

    2.1STM32 IO工作模式

     输出模式有四种：推挽输出，开漏输出，复用开漏，复用推挽          输入模式有四种   :   上拉输入，下拉输入，浮空输入，模拟输入          输出模式：        1.   推挽输出（   Push-Pull,pp   ）           让输出控制变成了VDD/VSS输出，使得输出电流增大              进步了输出引脚的驱动本领，进步了电路的负载本领和开关的动作速率              2.开漏输出(Open-Drain,OD)           推挽输出模式可以直接输出高电平，开漏输出需要外接上拉电阻才气输出高电平           开漏输出的特性：          利用外部电路驱动本领           实现电平转换           方便实现“逻辑与” 功能              3.复用推挽/开漏输出（Alternate Funtion,AF）           GPIO除了作为通用输入输出引脚使用以外，还可以作为片上外设（USART,IIC,SPI） 专用引脚，即一个引脚可以有多种用途，但是同一时候一个引脚只能使用复用功能中的一个           当引脚设置为复用功能的时候，可选择推挽复用模式大概复用开漏模式，在设置为复用开漏模式时，需要外接上拉电阻。              输入模式：                  1.     上拉输入     (Input Pull-up)              VDD     经过开关、上拉电阻，毗连外部     I/O     引脚。当开关闭合时，外部     I/O     输入信号时，默认              输入高电平。            

                           2.      下拉输入      (Input Pull-down)                 VSS经过开关，下拉电阻，毗连外部I/O引脚，当开关闭合时，外部I/O无输入信号时，默认输入低电平                            3.       浮空输入       (Floating Input)                    两个上下拉电阻开关均断开，没有上拉也没有下拉，I/O引脚直接毗连TTL肖特基触发器，此时，I/O引脚浮空，读取的电平是不确定的，外部信号是什么电平，MCU引脚就输入什么电平 ，MCU复位上电后，默以为浮空输入模式                          4.模拟输入（Analoge mode）                    两个上下拉电阻开关均断开，同事TTL肖特基触发器也断开，引脚信号直接毗连模拟输入，实现对外部信号的采集。                                 2.2GPIO的输出速率

                 STM32         的         I/O         引脚工作再输出模式下时，需要配置         I/O         引脚的输出速率，该输出速率不是输出信号的速率，而是I/O         口驱动电路的相应速率。                                  STM32         提供了三个速率，         2MHZ,10MHZ,50MHZ                          现实开发过程中需要联合现实情况选择合适的相应速率，以兼顾信号的稳定性和低功耗                          当设备为高速时，功耗大，噪声大，电磁干扰强                          当设备为低速时，功耗低，噪声小，电磁干扰弱                                  简单外设，好比         LED         灯，蜂鸣器发起使用         2MHZ         的输出速率。                         而复用为         IIC         ，         SPI         等通讯信号时，发起使用         10MHZ         或         50MHZ         以进步相应速率。                        3.固件库实现LED点灯

        3.1LED灯

        LED灯，是一种能够将电能转化为可见光的半导体期间

                 原理：当给P极施加正向电压时，空穴和自由电子在P-N结复合，辐射出光子而发光。                        3.2.控制LED灯

                           LED          灯的正极接到了          3.3V          ，          LED          灯的负极接到了          PA1          ，也就是          GPIOA1          引脚，只需要控制PA1          为相对应的低电平，即可点亮对饮的          LED          灯，输出高电平则熄灭对应的          LED灯。                                                     软件设计流程：                            1.初始化体系：                                    初始化GPIO          外设时钟                                     初始化LED          引脚                             2.输出电平                            实当代码：                            led.c文件                           

1. #include "led.h"
2. #include "stm32f10x.h"
5. void LED_Init()
6. {
7.         //³õʼ»¯LEDÒý½ÅGPIO
8.         GPIO_InitTypeDef led_initstruct;
9.         //³õʼ»¯Ê±ÖÓ
10.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE );
11.        
12.     led_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;            
13.     led_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;  
14.         led_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;  
15.        
16.         GPIO_Init(GPIOA, &led_initstruct);
19. }

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                        main.c文件
      

1. #include "stm32f10x.h"
2. #include "main.h"
3. #include "led.h"
5. int  main()
6. {
8. //初始化等的引脚GPIO
9.                                 LED_Init();
11.                                
13.    while(1)
14.          {
15. //让GPIO1输出低电平 灯就亮了
16.                 GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
17.          }
18.                  
19.    
20. }

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       如果要让灯实现一秒闪烁：
        main.c文件：
      

1. #include "stm32f10x.h"
2. #include "main.h"
3. #include "led.h"
4. void delay(uint16_t time)
5. {
6.                 uint16_t i=0;
7.                 while(time--)
8.                 {
9.                         i=12000;
10.                         while(i--);
11.                 }
12. }
13. int  main()
14. {
16. //初始化等的引脚GPIO
17.                                 LED_Init();
19.                                
21.    while(1)
22.          {
23.                                 GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//GPIO1输出低电平灯亮
24.                                 delay(1000);
25.                                 GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//GPIO1输出高电平灯灭
26.                                 delay(1000);
27.          }
28.                  
29.    
30. }

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        4.STM32控制蜂鸣器

        1.蜂鸣器的种类

                 蜂鸣器是一种常用的电子发声元器件，采用直流电压供电。广泛应用于计算机，打印                          机，报警器，电子玩具，汽车电子设备灯等产物中常见的蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和                          无源蜂鸣器。                         2.蜂鸣器的控制方式

                 有源蜂鸣器：内部有震荡源，只要通电即可主动发出固定频率的声音。（频率固定无                          法控制音色）                          无源蜂鸣器：内部无震荡源，需要外部脉冲信号驱动发声，声音频率可变。（可改变                          频率来改变音色）                                 3.软件设计流程

                   初始化体系                                     初始化GPIO外设时钟                                     初始化蜂鸣器的引脚                             输出电平控制蜂鸣器                                     bear.c文件                           

1. #include "bear.h"
2. #include "stm32f10x.h"
5. void Bear_Init(void)
6. {
7.                 //1.初始化蜂鸣器引脚
8.         GPIO_InitTypeDef bear_initstruct;
10.         //2.初始化时钟
11.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
12.        
13.        
14.         bear_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3;
15.         bear_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;
16.         bear_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
17.        
18.         GPIO_Init(GPIOA,&bear_initstruct);
20. }

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         main.c文件
         

1. #include "stm32f10x.h"
2. #include "main.h"
3. #include "led.h"
4. #include "bear.h"
8. int  main()
9. {
11.         //初始化蜂鸣器的引脚CPIOA3
13.                         Bear_Init();
14.     //GPIO3输出低电平 蜂鸣器响
15.                    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);
18.    while(1)
19.          {
20.          }
21.                  
22.    
23. }

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         5 按键基础知识

          5.1.深入理解GPIO输入

                     GPIO           的特点：                                具有内部上拉或下拉的功能                                可以使用外部下拉或上拉                              

           
                       按键毗连表示图            :                                 

            
                        5.2按键控制LED灯

                         初始化体系                                      初始化             GPIO             外设时钟                                      初始化按键和             LED             的引脚                                      检测按键输入电平来控制             LED             灯                                                 key.c                                    

1. #include "key.h"
2. #include "stm32f10x.h"
5. void Key_Init(void)
6. {
7.                 //³õʼ»¯°´¼üÍâÉè
8.                 GPIO_InitTypeDef key_initstruct;
9.        
10.                 //³õʼ»¯Ê±Ö
11.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
12.        
13.                 key_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
14.                 key_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
15.                
16.                 GPIO_Init(GPIOA, &key_initstruct);
17.        
18.        
19.                 key_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13;
20.                 key_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
21.                
22.                 GPIO_Init(GPIOC, &key_initstruct);
26. }

复制代码

            main.c
            

1. #include "stm32f10x.h"
2. #include "main.h"
3. #include "led.h"
4. #include "bear.h"
5. #include "key.h"
7. int  main()
8. {
10.                         LED_Init();
11.                     Key_Init();
12.                        
13.             GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
17.    while(1)
18.          {
19.                  
20.          
21.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==1)
22.                         {                                       
23.                                         GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
25.                         }
26.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_13)==1)
27.                         {                                       
28.                                         GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
30.                         }
31.                  
32.          }
33.                  
34.    
35. }

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            6 继电器

             6.1.继电器的工作原理

            
继电器是一个电控开关，工作原理基于电磁感应，继电器包罗一个电磁线圈和一组触点。常用于控制高电流或高电压的电路，比方主动控制原理，电力体系和主动化设备中，由于可靠性和电气隔离的特性可以实现小电流实现大电流，继电器在各种应用中都有广泛的用途。
            

             6.2.继电器的引脚阐明

            
1.VCC(+):供电正极，毗连此引脚到电源，以提供继电器所需的电流
2.GND(-):地，毗连此引脚到电源的负极大概地。
3.IN:控制输入信号，通常用于毗连控制信号，当该信号变化，继电器切换状态。
4.COM(common):公共端，通常是中间的触点，与常开或常闭触点相连。
5.NO(Normally Open):常开接口，继电器吸合前悬空，吸合后于COM毗连.6.NC(Normally Closed):常闭接口，继电器吸合前与COM毗连，吸合后悬空
 
             6.3.单片机控制继电器软件开发流程

             初始化体系
        初始化继电器IN引脚对应的GPIO外设时钟
        初始化继电器IN的引脚
             输出电平控制继电器开和关
             relay.c文件
            

1. #include "stm32f10x.h"
2. #include "relay.h"
4. void Relay_Init(void)
5. {
6.                 GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstruct;
7.                
8.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
9.                
10.                 GPIO_Initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
11.                 GPIO_Initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;
12.                 GPIO_Initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
13.        
14.                 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstruct);
16.                
17. }

复制代码

            main.c文件
            

1. #include "stm32f10x.h"
2. #include "main.h"
3. #include "led.h"
4. #include "bear.h"
5. #include "key.h"
6. #include "relay.h"
9. void delay(uint16_t time)
10. {
11.                 uint16_t i=0;
12.                 while(time--)
13.                 {
14.                         i=12000;
15.                         while(i--);
16.                 }
17. }
19. int  main()
20. {
22.                             Relay_Init();
23.                                 GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
25.    while(1)
26.          {
27.                  
28.                         delay(1000);
29.                     GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
30.                         delay(1000);
31.                     GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);                 
33.          }
34.                  
35.    
36. }

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            7.震动传感器

             7.1.震动传感器工作原理

             震动传感器黑色震动检测传感器，工作时电源LED灯常量，震动信号检测LED灯发生震动的时候会保持亮的过程。正常工作模块DO口输出高电平震动刹时D0口输出低电平，用于各种震动触发作用，防盗报警，智能小车，电子积木灯等。
            
             7.2.震动传感器硬件引脚接线

            
1.VCC:接到板子电源的5V大概3.3V。
2.GND:地，毗连到板子电源的负极大概GND。
3.DO: 数字信号输出口，可以与单片机相连检测环境是否发生震动。
            
             7.3.震动传感器控制灯

            
初始化体系
        初始化震动传感器D0相连的单片机引脚时钟。
                     初始化震动传感器DO相连的单片机引脚输入
             配置检测震动控制LED灯
             shake.c文件
            

1. #include "shake.h"
2. #include "stm32f10x.h"
5. void Shake_Init(void)
6. {
7.                 GPIO_InitTypeDef Shake_Initstruct;
8.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,  ENABLE);
9.        
10.                
11.                 Shake_Initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
12.        
13.                 Shake_Initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;
14.                
15.                 GPIO_Init(GPIOA,&Shake_Initstruct);
18. }

复制代码

            main.c文件
            

1. #include "stm32f10x.h"
2. #include "main.h"
3. #include "led.h"
4. #include "bear.h"
5. #include "key.h"
6. #include "relay.h"
7. #include "shake.h"
9. void delay(uint16_t time)
10. {
11.                 uint16_t i=0;
12.                 while(time--)
13.                 {
14.                         i=12000;
15.                         while(i--);
16.                 }
17. }
19. int  main()
20. {
22.             Led_Init();
23.                         Shake_Init();
24.             GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
25.    while(1)
26.          {         
27.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==0)
28.                         {                                       
29.                                         GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
30.                                         delay(1000);
31.                                         GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
32.                                         delay(1000);
33.                         }
34.                 else
35.                     {
36.                                         GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
37.                
38.                     }
41.                  
42.          }
43.                  
44.    
45. }

复制代码

            Led_Init同上.
            
            
             8.433无线模块

             1.433M无线模块工作原理

            
数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在-25~+85度之间变化时，频飘仅为3ppm。接收到信号，接收模块对应针脚输出高电平，有D0 D1D2 D3，可能对应遥控器的A/B/C/D。
             2.引脚接线

            
1.供电正极，毗连此引脚到电源，以提供433M无线模块所需的电流                        2.GND(-):地，毗连此引脚到电源的负极大概地。
3. D0-D4:毗连控制输入信号通常用于毗连控制信号，当按键变更控制外设信号
            
3.433M控制灯软件开发流程

            
初始化体系
        初始化433M D0-D4引脚对应的GPIO外设时钟
        初始化433M DO-D4引脚配置
433M按键控制外设
             yao.c文件
            

1. #include "yao.h"
2. #include "stm32f10x.h"
5. void Yao_Init(void)
6. {
7.                 GPIO_InitTypeDef Yao_initstruct;
8.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
9.        
10.                 Yao_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_2;
11.                 Yao_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
12.        
13.                 GPIO_Init(GPIOA,&Yao_initstruct);
15. }

复制代码

            main.c文件
            

1. #include "stm32f10x.h"
2. #include "main.h"
3. #include "led.h"
4. #include "bear.h"
5. #include "key.h"
6. #include "relay.h"
7. #include "yao.h"
8. #include "Exit.h"
10. int  main()
11. {
12.                                 LED_Init();
13.                                 Yao_Init();
14.                                
15.                         GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
16.                 //GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);
19.    while(1)
20.          {
21.                                   
22.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==1)
23.                         {                                       
24.                                         GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
26.                         }
27.                 else if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2)==1)
28.                     {
29.                                         GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
30.                
31.                     }
32.    
34.                  
35.          }
36.                  
37.    
38. }

复制代码

            

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