物联网||不一样的点灯实验(2)|通过使用CMSIS库函数实现点灯实验-学习笔记（12）

通过使用CMSIS库函数实现点灯实验

1 如何使用CMIS库

   #####如何使用此驱动#####
   ==============================================================================
   [. .]
   (#)启用GPIO AHB时钟使用以下函数:__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()。
   (#)使用HAL_GPIO_Init()配置GPIO引脚。
   (++)使用GPIO_InitTypeDef结构体中的“mode”成员配置IO模式
   (++)激活上拉，下拉电阻使用“拉”成员从GPIO_InitTypeDef结构。
   (++)在输出或交替功能模式选择时:速度为通过GPIO_InitTypeDef结构中的“Speed”成员配置。
   (++)在备用模式下为选择，备用功能连接IO通过GPIO_InitTypeDef结构中的“Alternate”成员配置。
   (++)当引脚用作ADC通道时，需要模拟模式或DAC输出。
   (++)在外部中断/事件的情况下，选择“Mode”成员从GPIO_InitTypeDef结构选择类型(中断或事件)和相应的触发事件(上升或下降或两者都有)。

   在外部中断/事件模式选择的情况下，配置NVIC IRQ优先级使用HAL_NVIC_SetPriority()映射到EXTI行，并使用HAL_NVIC_EnableIRQ()。

   (#)使用HAL_GPIO_ReadPin()获取在输入模式下配置的引脚电平。

   (#)设置/重置在输出模式下配置的引脚的电平
   HAL_GPIO_WritePin () / HAL_GPIO_TogglePin()。

   (#)锁定引脚配置直到下一次重置使用HAL_GPIO_LockPin()。

   (#)复位期间和复位后，备用功能不存在active，且GPIO引脚配置为输入浮动模式(JTAG除外)
   针)。
   (#) LSE振荡器引脚OSC32_IN和OSC32_OUT可作为通用器件使用(PC14和PC15)，当LSE振荡器关闭时,LSE优先于GPIO功能。。
   (#) HSE振荡器引脚OSC_IN/OSC_OUT可用作通用PH0和PH1，当HSE振荡器关闭时。HSE优先于GPIO功能。
   初始化：void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)
   输入参数检查：
   /* Check the parameters */
   assert_param(IS_GPIO_ALL_INSTANCE(GPIOx));
   assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Init->Pin));
   assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_Init->Mode));

类似的处理，厂家的代码更加健壮。
引用库后需要先编译一下， 才能出现头文件.h。

2 如何利用CMSIS库操作IO

根据 Enable the GPIO AHB clock using the following function: __HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE(). 初始化需首先调用 __HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()

     void LED0_Init(void)
		{
		
			__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
		
		}

提示警告：
打开stm32f4xx_hal_rcc_ex.h：
端口F的初始化宏定义：

    #define __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE()    do { \
                                        __IO uint32_t tmpreg = 0x00U; \
                                        SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOFEN);\
                                        /* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \
                                        tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOFEN);\
                                        UNUSED(tmpreg); \
                                        } while(0U)

需要将头文件包含在代码中去。

加入初始化stm32f4xx_hal_gpio.c中的void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)，增加函数：HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)
参数1为：GPIOF，参数2为： gpio_info
先定义结构体参数gpio_info：GPIO_InitTypeDef gpio_info，而GPIO_InitTypeDef的定义在：#include "stm32f4xx_hal_gpio.h"中，引入：

提示错误：

取地址，根据提示增加&，解决。
开始写gpio_info的参数，取值在"stm32f4xx_hal_gpio.h"中进行了定义，直接使用宏定义的值：

	gpio_info.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

定义速度Speed，头文件中的定义为：

            /** @defgroup GPIO_speed_define  GPIO speed define
        * @brief GPIO Output Maximum frequency
        * @{
        */
        #define  GPIO_SPEED_FREQ_LOW         0x00000000U  /*!< IO works at 2 MHz, please refer to the product datasheet */
        #define  GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM      0x00000001U  /*!< range 12,5 MHz to 50 MHz, please refer to the product datasheet */
        #define  GPIO_SPEED_FREQ_HIGH        0x00000002U  /*!< range 25 MHz to 100 MHz, please refer to the product datasheet  */
        #define  GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH   0x00000003U  /*!< range 50 MHz to 200 MHz, please refer to the product datasheet  */
        /**
        * @}
        */

其他可设置的模式：

           /** @defgroup GPIO_mode_define GPIO mode define
       * @brief GPIO Configuration Mode
       *        Elements values convention: 0x00WX00YZ
       *           - W  : EXTI trigger detection on 3 bits
       *           - X  : EXTI mode (IT or Event) on 2 bits
       *           - Y  : Output type (Push Pull or Open Drain) on 1 bit
       *           - Z  : GPIO mode (Input, Output, Alternate or Analog) on 2 bits
       * @{
       */
       #define  GPIO_MODE_INPUT                        MODE_INPUT                                                  /*!< Input Floating Mode                   */
       #define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP                    (MODE_OUTPUT | OUTPUT_PP)                                   /*!< Output Push Pull Mode                 */
       #define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD                    (MODE_OUTPUT | OUTPUT_OD)                                   /*!< Output Open Drain Mode                */
       #define  GPIO_MODE_AF_PP                        (MODE_AF | OUTPUT_PP)                                       /*!< Alternate Function Push Pull Mode     */
       #define  GPIO_MODE_AF_OD                        (MODE_AF | OUTPUT_OD)                                       /*!< Alternate Function Open Drain Mode    */

       #define  GPIO_MODE_ANALOG                       MODE_ANALOG                                                 /*!< Analog Mode  */

       #define  GPIO_MODE_IT_RISING                    (MODE_INPUT | EXTI_IT | TRIGGER_RISING)                     /*!< External Interrupt Mode with Rising edge trigger detection          */
       #define  GPIO_MODE_IT_FALLING                   (MODE_INPUT | EXTI_IT | TRIGGER_FALLING)                    /*!< External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection         */
       #define  GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING            (MODE_INPUT | EXTI_IT | TRIGGER_RISING | TRIGGER_FALLING)   /*!< External Interrupt Mode with Rising/Falling edge trigger detection  */

       #define  GPIO_MODE_EVT_RISING                   (MODE_INPUT | EXTI_EVT | TRIGGER_RISING)                     /*!< External Event Mode with Rising edge trigger detection             */
       #define  GPIO_MODE_EVT_FALLING                  (MODE_INPUT | EXTI_EVT | TRIGGER_FALLING)                    /*!< External Event Mode with Falling edge trigger detection            */
       #define  GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING           (MODE_INPUT | EXTI_EVT | TRIGGER_RISING | TRIGGER_FALLING)   /*!< External Event Mode with Rising/Falling edge trigger detection     */

       /**
       * @}
       */
       /** @defgroup GPIO_pull_define GPIO pull define
       * @brief GPIO Pull-Up or Pull-Down Activation
       * @{
       */
       #define  GPIO_NOPULL        0x00000000U   /*!< No Pull-up or Pull-down activation  */
       #define  GPIO_PULLUP        0x00000001U   /*!< Pull-up activation                  */
       #define  GPIO_PULLDOWN      0x00000002U   /*!< Pull-down activation                */
       /**
       * @}
       */
       ```
       定义要操作的端口，gpio_info.Pin：gpio_info.Pin = GPIO_PIN_9;
       来源："stm32f4xx_hal_gpio.h"：
       ```C
       /** @defgroup GPIO_pins_define GPIO pins define
       * @{
       */
       #define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001)  /* Pin 0 selected    */
       #define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002)  /* Pin 1 selected    */
       #define GPIO_PIN_2                 ((uint16_t)0x0004)  /* Pin 2 selected    */
       #define GPIO_PIN_3                 ((uint16_t)0x0008)  /* Pin 3 selected    */
       #define GPIO_PIN_4                 ((uint16_t)0x0010)  /* Pin 4 selected    */
       #define GPIO_PIN_5                 ((uint16_t)0x0020)  /* Pin 5 selected    */
       #define GPIO_PIN_6                 ((uint16_t)0x0040)  /* Pin 6 selected    */
       #define GPIO_PIN_7                 ((uint16_t)0x0080)  /* Pin 7 selected    */
       #define GPIO_PIN_8                 ((uint16_t)0x0100)  /* Pin 8 selected    */
       #define GPIO_PIN_9                 ((uint16_t)0x0200)  /* Pin 9 selected    */
       #define GPIO_PIN_10                ((uint16_t)0x0400)  /* Pin 10 selected   */
       #define GPIO_PIN_11                ((uint16_t)0x0800)  /* Pin 11 selected   */
       #define GPIO_PIN_12                ((uint16_t)0x1000)  /* Pin 12 selected   */
       #define GPIO_PIN_13                ((uint16_t)0x2000)  /* Pin 13 selected   */
       #define GPIO_PIN_14                ((uint16_t)0x4000)  /* Pin 14 selected   */
       #define GPIO_PIN_15                ((uint16_t)0x8000)  /* Pin 15 selected   */
       #define GPIO_PIN_All               ((uint16_t)0xFFFF)  /* All pins selected */

       #define GPIO_PIN_MASK              0x0000FFFFU /* PIN mask for assert test */
       /**
       * @}
       */
   ```
其他参数采用复位值即可。
配置端口为高电平，用到的函数为HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)：
GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin定义按前述变量填写。
GPIO_PinStatw定义为enmu，枚举变量，定义为：
```C
/**
 * @brief  GPIO Bit SET and Bit RESET enumeration
 */
typedef enum
{
 GPIO_PIN_RESET = 0,
 GPIO_PIN_SET
}GPIO_PinState;
/**
 * @}
 */

此处定义为：GPIO_PIN_SET，初始化完成后，默认为不亮的。

两种实现方法的比较

• 更好的可移植性
• 更好的可靠性
• 代码占用的空间
• 更大更好的使用性

课后作业:

1:如何写一个更加通用移植性更好的控制灯的函数
利用库函数控制：

void Led_Ctrl(GPIo_TypeDef* GPIOx,uint16_t led_pin,uint8_t ctrl)
{
    if(LED_ON==ctrl)
       HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, led_pin, GPIO_PIN_RESET);
    else
       HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, led_pin, GPIO_PIN_SET);
}

重新编译工程标准库的GPIO功能的时候出现了error: #20: identifier “HAL_StatusTypeDef” is undefined问题。

解决方式：#include "stm32f4xx_hal.h"后，添加user目录下的test.c(有main函数即可），成功编译。

include目录可添加指定目录：
另外，GPIO_InitTypeDef 也可以采用指针形式，如： *p_gpio_info;

对指针的存储空间进行分配，用malloc

GPIO_InitTypeDef  *p_gpio_info; //方法2：定义指针
p_gpio_info = malloc(sizeof(GPIO_InitTypeDef));//如警告没有声明,则需要引用标准库：#include "stdlib.h"

更多的操作说明，以stm32f4xx_hal.c为例，提供了常用的硬件相关的API:
The HAL contains two APIs’ categories:
(+) Common HAL APIs
(+) Services HAL APIs
如：初始化HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)
主堆栈初始化：
/**

• @brief Initialize the MSP.
• @retval None
  */
  __weak void HAL_MspInit(void)
  延时函数：
  __weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
  {
  uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
  uint32_t wait = Delay;

/* Add a freq to guarantee minimum wait */
if (wait < HAL_MAX_DELAY)
可以尝试采用。

完整代码：

LED.C:

#include "stm32f4xx_hal.h"
#include "stm32f4xx_hal_rcc.h"
#include "stm32f4xx_hal_gpio.h"
#include "stdlib.h"
#include "stm32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include "led.h"


void LED0_Init(void)
{

	GPIO_InitTypeDef  gpio_info;
	
	GPIO_InitTypeDef  *p_gpio_info; //方法2：定义指针
	
	p_gpio_info = malloc(sizeof(GPIO_InitTypeDef));//如警告没有声明,则需要引用标准库：#include "stdlib.h"
	
	__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
	
	p_gpio_info->Pin = GPIO_PIN_10; //方法2：指针赋值
	p_gpio_info->Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	p_gpio_info->Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;
	
	
	gpio_info.Pin = GPIO_PIN_9;
	gpio_info.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	gpio_info.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM; //其他参数采用复位值即可
	
	HAL_GPIO_Init(GPIOF, &gpio_info);
	
	//HAL_GPIO_Init(GPIOF,p_gpio_info); //方法2
	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);
	
	
}

void LED0_On()
{
	
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
}

void LED0_Off()
{

	HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
	
}

void Led_Ctrl(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t led_pin,uint8_t ctrl)
{
    if(LED_ON==ctrl)
       HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, led_pin, GPIO_PIN_RESET);
    else
       HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, led_pin, GPIO_PIN_SET);
}

test.c:

#include "systick.h"
#include "stm32f4xx.h"
#include "led.h"

#define SYS_MAX_CLK 12
#define DELAY_1S    1000

int main(void)
{
	
	LED0_Init();//初始化LEDO
  delay_init(SYS_MAX_CLK);//初始化系统时钟
	
	while(1)
	{
		/*
		LED0_On(); //点亮LEDO
		delay_ms(1000); //延时1s
		LED0_Off(); //关闭LED0
		//delay_ms(1000); //延时1s
		*/
		Led_Ctrl(LED0_PIN_ROW, LED0_PIN, LED_ON);
		Led_Ctrl(LED1_PIN_ROW, LED0_PIN, LED_OFF);
		delay_ms(DELAY_1S); //延时1s
		Led_Ctrl(LED0_PIN_ROW, LED0_PIN, LED_OFF);
		Led_Ctrl(LED1_PIN_ROW, LED0_PIN, LED_ON);
		delay_ms(DELAY_1S); //延时1s
	}
}

led.h:

#include "stm32f4xx.h"
#include "systick.h"

#ifndef __LED_H
#define __LED_H	 

#define LED0_PIN_ROW GPIOF
#define LED1_PIN_ROW GPIOF

#define LED0_PIN GPIO_PIN_9
#define LED1_PIN GPIO_PIN_10

#define LED_ON  1
#define LED_OFF 2

void LED0_Init(void);//初始化
void LED0_On(void);
void LED0_Off(void);
void Led_Ctrl(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t led_pin,uint8_t ctrl);


void delay_init(u8 SYSCLK);
void delay_ms(u16 nms);
void delay_us(u32 nus);

#endif

systick.h:

//摘自正点原子提供例程

#ifndef __SYSTICK_H__
#define __SYSTICK_H__

#include "stm32f4xx.h"

typedef uint32_t  u32;
typedef uint16_t u16;
typedef uint8_t  u8;
static u8  fac_us=0;							//us延时倍乘数			   
static u16 fac_ms=0;							//ms延时倍乘数,在ucos下,代表每个节拍的ms数


void delay_init(u8 SYSCLK);
void delay_us(u32 nus);
void delay_ms(u16 nms);

#endif

systick.c:

#include "systick.h"


//摘自正点原子提供例程
//初始化延迟函数
//当使用OS的时候,此函数会初始化OS的时钟节拍
//SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8
//SYSCLK:系统时钟
void delay_init(u8 SYSCLK)
{
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 						//如果需要支持OS.
	u32 reload;
#endif
 	SysTick->CTRL&=~(1<<2);					//SYSTICK使用外部时钟源	 
	fac_us=SYSCLK/8;						//不论是否使用OS,fac_us都需要使用
#if SYSTEM_SUPPORT_OS 						//如果需要支持OS.
	reload=SYSCLK/8;						//每秒钟的计数次数 单位为K	   
	reload*=1000000/delay_ostickspersec;	//根据delay_ostickspersec设定溢出时间
											//reload为24位寄存器,最大值:16777216,在72M下,约合1.86s左右	
	fac_ms=1000/delay_ostickspersec;		//代表OS可以延时的最少单位	   
	SysTick->CTRL|=1<<1;   					//开启SYSTICK中断
	SysTick->LOAD=reload; 					//每1/delay_ostickspersec秒中断一次	
	SysTick->CTRL|=1<<0;   					//开启SYSTICK    
#else
	fac_ms=(u16)fac_us*1000;				//非OS下,代表每个ms需要的systick时钟数   
#endif
}								    
//延时nus
//nus为要延时的us数.		    								   
void delay_us(u32 nus)
{		
	u32 temp;	    	 
	SysTick->LOAD=nus*fac_us; 				//时间加载	  		 
	SysTick->VAL=0x00;        				//清空计数器
	SysTick->CTRL=0x01 ;      				//开始倒数 	 
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));	//等待时间到达   
	SysTick->CTRL=0x00;      	 			//关闭计数器
	SysTick->VAL =0X00;       				//清空计数器	 
}
//延时nms
//注意nms的范围
//SysTick->LOAD为24位寄存器,所以,最大延时为:
//nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLK单位为Hz,nms单位为ms
//对72M条件下,nms<=1864 
void delay_ms(u16 nms)
{	 		  	  
	u32 temp;		   
	SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;			//时间加载(SysTick->LOAD为24bit)
	SysTick->VAL =0x00;           			//清空计数器
	SysTick->CTRL=0x01 ;          			//开始倒数  
	do
	{
		temp=SysTick->CTRL;
	}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));	//等待时间到达   
	SysTick->CTRL=0x00;      	 			//关闭计数器
	SysTick->VAL =0X00;       				//清空计数器	  	    
} 

2:通过本节课学习的内客,结合板上蜂呜器的电路,实现一个小型的告警系统,要求蜂鸣器周期性的响2S，停5S。使用CMSIS提供的延时函数。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-623433.html

到了这里，关于物联网||不一样的点灯实验(2)|通过使用CMSIS库函数实现点灯实验-学习笔记（12）的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！