3. STM32. Программирование STM32F103. GPIO

12.08.2016

В предыдущей статье мы рассматривали простенькую программу, которая мигает светодиодом. Немного модифицируем ее и попробуем разобраться, как настроить выводы микроконтроллера для работы на вход и выход. C13 настроим как выход. К нему подключен светодиод на тестовой плате. B0 настроим на вход и подключим к нему кнопку. В нажатом положении кнопка должна замыкать ногу B0 на землю.

Код программы


#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

int main(void)
{
  int i;
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

  /* Initialize LED which connected to PC13 */
  // Enable PORTC Clock
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
  /* Configure the GPIO_LED pin */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

  //GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // Set C13 to High level ("1")
  GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // Set C13 to Low level ("0")

  /* Initialize Button input PB0 */
  // Enable PORTB Clock
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  /* Configure the GPIO_BUTTON pin */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

  while (1) {

	if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) != 0) {
    	/* Toggle LED which connected to PC13*/
    	GPIOC->ODR ^= GPIO_Pin_13; // Invert C13

    	/* delay */
    	for(i=0;i<0x100000;i++);

    	/* Toggle LED which connected to PC13*/
    	GPIOC->ODR ^= GPIO_Pin_13;

    	/* delay */
    	for(i=0;i<0x100000;i++);
    }
    else {
    	GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
    }

  }
}

Прежде всего рассмотрим, что мы инклудим:


#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

stm32f10x.h - касается конкретной серии микроконтроллера; stm32f10x_gpio.h - касается GPIO выводов портов, с чем мы и будем работать; stm32f10x_rcc.h - А это что такое? Дело в том, что у STM32 все модули (GPIO, ADC, EXTI, USART, I²C, SPI, и другие) после включения микроконтроллера отключены от тактирования. И мы должны программно включать тактирование той периферии, которую планируем использовать. Кроме того, мы можем настроить частоту тактирования некоторых модулей отдельно. Подробно о тактировании будет в следующей статье.

Сейчас нам надо усвоить, что перед тем, как использовать то порт, или интерфейс, или какой-нибудь модуль, надо подать на него тактирование. В stm32f10x_rcc.h описаны функции, которые управляют тактированием.

Смотрим в программе строку, включает тактирования порта GPIOC:


/* Initialize LED which connected to PC13 */
// Enable PORTC Clock
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

Далее выполняем настройку вывода порта. В нашем случае PC13 (на тестовой плате к нему подключен светодиод) настраиваем как выход. Настройка выполняются через структуру GPIO_InitTypeDef.


/* Configure the GPIO_LED pin */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

Наконец можем задать высокий или низкий уровень на выходе PC13:


//GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // Set C13 to High level ("1")
GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // Set C13 to Low level ("0")

Когда задаем высокий уровень, светодиод не горит, низкий - горит.

Далее выполняем конфигурацию PB0. Он будет работать как вход с подтяжкой к "1" (GPIO_Mode_IPU). То есть, когда кнопка отпущенная (нога PB0 висит в воздухе), на входе PB0 будет "1".


/* Initialize Button input PB0 */
// Enable PORTB Clock
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
/* Configure the GPIO_BUTTON pin */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

Состояние кнопки опрашивается функцией:


GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0)

Программа опрашивает состояние кнопки и мигает светодиодом только когда кнопка отпущенная, то есть когда на входе B0 высокий уровень.

Подключим вместо кнопки датчик движения HC-SR501. Обратите внимание, питания датчика 5В. Теперь светодиод будет мигать, когда сенсор зафиксирует движение. Поздравляю! Теперь можно немного поиграть: помахать перед сенсором движения руками, погонять перед ним кота, собаку, других домашних животных.

Памятка

Структура GPIO_InitTypeDef для настройки выводов порта имеет следующие параметры:

GPIO_Pin - номера пинов, которые конфигурируются. Пример для нескольких пинов: GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
GPIO_Speed - задает скорость для выбранных пинов. Может принимать следующие значения: GPIO_Speed_10MHz, GPIO_Speed_2MHz, GPIO_Speed_50MHz
GPIO_Mode - задает режим работи пинов. Может принимать следующие значения:
- GPIO_Mode_AIN — аналоговый вход;
- GPIO_Mode_IN_FLOATING — вход без подтяжки (Float)
- GPIO_Mode_IPD — вход с подтяжкой к земле (Pull-down)
- GPIO_Mode_IPU — вход с подтяжкой к питанию (Pull-up)
- GPIO_Mode_Out_OD — выход с открытым стоком (Open Drain)
- GPIO_Mode_Out_PP — выход с двумя состояниями (Push-Pull)
- GPIO_Mode_AF_OD — выход с открытым стоком для альтернативных функций (Alternate Function). Используется когда выводы управляются периферией, которая может быть задействована на этом выводе. Например USART, I²C и тому подобное.
- GPIO_Mode_AF_PP — то же что и перед этим, но с двумя состояниями.

Замечание

Вы могли обратить внимание, что в программе мы дважды вызываем функцию RCC_APB2PeriphClockCmd для различных портов:


RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

Это можно сделать и один раз следующим образом:


RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

Программа будет меньше по размеру. Так обычно и делают. Включают тактирование всем модулям, настраивают все прерывания и так далее. Это правильный путь к оптимизации программы. Но на этапе изучения микроконтроллера, для наглядности, я буду писать именно так, как в этом примере. Чтобы было ясно: что и зачем надо включить и как настроить, чтобы настроить ту или иную периферию. Это будет не всегда рационально, но всегда понятно.

Желаю успехов!

Смотри также:

Коментарі:

Илья говорить:

18.07.2017 09:47

Добрый, а если пользоваться CubeMX то впринципе не нужно самому прописывать конфигурацию выводов, так же с тактированием?

andre говорить:

18.07.2017 13:00

CubeMX - это генератор проектов. В нем можно мышкой потыкать и, в принципе, избавить себя от инициализации периферии. Но дальше все равно Вам придется программировать и разбираться с библиотекой HAL.

Илья говорить:

19.07.2017 08:58

ну да, если захочется добавить пин, или доп устройство повесить скажем на uart, не полезешь же в cube пересобирать проект

Ashot говорить:

26.08.2020 13:37

Spasibo bolshoe za takuyu informaciu.. Vezde iskal no ne nashol takovo.. Vse podrobno obisnyali kankretno spasibo bolshoe

3. STM32. Программирование STM32F103. GPIO

Код программы

Памятка

Замечание

Додати коментар

Категорії

Недавні записи

Tags

Архіви