學習板：STM32F103ZET6

前言

本來準備先總結一下GPIO、幾種輸入輸出模式以及配置方法、暫存器種類、時鐘及分頻等，但是想了想，還是算了，一步步的來，到時候用到再總結吧 ，不然前面總結了，后面用到還得回顧，

至于前面的安裝庫、安裝軟體、Keil中添加檔案等，就不在總結了，因為這些根本并不需要記的，新手可以去跟著視頻走一遍，學習程序中，不用每次都自己去新建工程，直接將官方給的模板拷過來，修改一下檔案夾名稱即可，

一、GPIO

1、GPIO種類

本博板子STM32F103ZET6共有7組IO口，每組16個，共16×7=112個，分別為：
GPIOA——>PA0、PA1、PA2…PA15
GPIOB——>PB0、PB1、PB2…PB15
.
.
.
GPIOG——>PG0、PG1、PG2、…PG15

2、GPIO輸入輸出的8種模式：

3、模式用途

1、 GPIO_Mode_AIN ：模擬輸入
一般用于ADC模擬輸入

2、GPIO_Mode_IN_FLOATING ：浮空輸入
可用于按鍵KEY實驗、發送接收信號RX、TX等，不過這些實驗可以不用浮空輸入，如KEY用到上拉和下拉

3、GPIO_Mode_IPD：下拉輸入
4、GPIO_Mode_IPU：上拉輸入
IO內部上拉電阻、下拉電組輸入，使情況而定，比如剛剛說的key按鍵實驗，原理圖如下：

可以看到KEY_UP按下后，IO口應該是3V3電平輸入，使用上拉輸入模式，接到GPIO的上拉電阻，芯片可以更好的檢查到高電平輸入，

KEY0~2按下后，IO口是低電平輸入，使用下拉輸入模式，接到GPIO的下拉電阻后，芯片可以更好的檢查到低電平輸入，

5、GPIO_Mode_Out_OD：開漏輸出
IO 輸出 0 接 GND，IO 輸出 1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實作輸出 高電平，當輸出為 1 時，IO 口的狀態由上拉電阻拉高電平，但由于是開漏輸出模式，這樣 IO 口也就可以 由外部電路改變為低電平或不變，該模式適合做電流型的驅動，吸收電流能力比較強，

6、GPIO_Mode_Out_PP：推挽輸出
可以輸出高、低電平，導通損耗小、效率高，既提高電路的負載能力，又提高開關速度，廣泛各種實驗，比如接下來要總結的LED，

7、GPIO_Mode_AF_OD：復用開漏輸出
當GPIO為復用IO時的開漏輸出模式，一般用于外設功能，如TX1

8、GPIO_Mode_AF_PP：復用推挽輸出
當GPIO為復用IO時的推挽輸出模式，一般用于外設功能，如I2C

二、點亮LED（庫函式版）

1、庫函式的由來

在學習庫函式之前，應該明白，STM32F1用的是Cortex-M3芯片，是由ARM公司設計的，所以芯片的標準是由ARM公司制定的，芯片內核架構有ARM公司提供，而我們現在用的STM32由ST公司生產，所以關系是：ARM制定內核架構，ST等芯片公司根據ARM公司的標準設計了芯片，ST等公司設計的芯片，不同的是存盤容量、外設、串口數量等等，

以本博的學習板STM32F103ZET6為例，韌體庫（庫函式的集合）是由官方提供的，這個官方是ST公司，而不是正點原子官方，也就是說不僅僅這一型號單片機，ST系列其他型號的單片機庫函式依舊可以適用，所以不必擔心更換板子后不知如何去編程，

ST公司推出官方韌體庫，將底層暫存器操作都封裝起來，形成一套介面（API）供我們使用，大多數情況下我們不必去考慮底層暫存器，比如本博的LED，只需呼叫GPIO配置函式、時鐘配置函式，然后主函式初始化后，直接給引腳賦值就可以實作LED的亮滅，而不用去考慮暫存器如何作業的，當然本博會把暫存器版的LED也總結一下，畢竟想要真正理解單片機，還得去真正理解暫存器，庫函式版只是讓我們停留在“會使用”，當然，對應大多數人來講，“會使用”已經完全足夠了，

2、點亮LED庫函式版撰寫順序

1、設定時鐘
2、設定GPIO

只要這兩步的配置,再在主函式中給對應引腳傳輸高低電平即可，

打開原理圖檔案（下圖我打開了6個檔案，都是需要的，而且大部分情況下，有這6個檔案足以，都在板子附帶資料的檔案夾里）

從原理圖中得到以下資訊：

①DS0 LED0陽極接+，陰極接PB5；DS1 LED1陽極接+，陰極接PE5，

②SYS LED由名稱“PWR”顧名思義，為電源指示燈，所以單片機接通電源后，電源指示燈常亮，

③芯片的PB5引腳軟體置0后，LED0亮；PE5引腳軟體置0后，LED1亮，

所以要配置GPIOB（因為PB5）和GPIOE（因為PE5），

然后是時鐘設定，只要是對GPIO操作，就必須進行時鐘配置(而且時鐘配置在前)，GPIO是掛載在APB2總線上的外設，所以在對GPIO的時鐘進行設定時，通過函式RCC_APB2PeriphClockCmd（）來實作，

下面進入實戰：

打開模板檔案：（時間久遠了，不知道模板檔案原來放哪個檔案夾下，找不到的話可以把LED官方例程打開，關于LED的.c和.h檔案刪掉，主函式清空，就可以當以后的模板來用了，不用每次都創建工程）

首先查看GPIO配置函式，既然是GPIO，那么先找一下頭檔案，在main.c下找GPIO頭檔案，并點擊進入，

找到對應函式：(下一博客總結所有GPIO函式的用法、以及延時函式)

上圖示注，GPIO_Init(）函式初始化，進行設定GPIO，GPIO_SetBits（）函式給對應引腳置1，GPIO_ReSetBits（）函式給對應引腳置0，

1、GPIO_Init(）

右鍵選中函式，點擊【Go to Definition of …】，進入函式詳細說明

可以看到，函式的形參有兩個，而且都是指標，進入第一個形參“型別”

看到GPIOx指標是指向上圖這個結構體的，也就是每組GPIO都包含的7個暫存器，

比如LED實驗，傳遞GPIOB（PB5）過來后，*GPIOB就指向這七個暫存器，初始化函式就是對七個暫存器的操作，不過被庫函式封裝起來了，emmmm…說太多了，只要知道GPIO_Init（）傳過來的第一個引數表示對該組GPIO配置就行了，

察看第二組形參“型別”

看到第二個形參也是結構體指標，指向的結構體含有三個引數GPIO_Pin、GPIO_Speed、GPIO_Mode

到這里就可以用C++語法來說明了，比如第二個形參是a（注意是指標），那么：
a.GPIO_Pin=…
a.GPIO_Speed=…
a.GPIO_Mode=…
就完成了對引數GPIO引數的設定，

接下來我們再看看上面三個賦值陳述句的右邊究竟是什么東西：
轉回到初始化函式：

1表示第二個形參
2表示對 GPIO_Init（）的第一個形參的處理（就是那個結構體里有7個暫存器的東西）
3表示mode的配置
4表示pin的配置
5表示速speed的配置，

點開GPIO_Mode設定函式：

可以看到就是我們第一大部分總結的8中輸入輸出模式

點開pin設定函式

可以看到pin是我們第一大部分總結的一組GPIO的15個IO口

點開速度設定函式

可以看到速度可設定的值：

到這里，GPIO的設定函式應該會寫了：

第一步：設定形參1和形參2
第二步：上面那三個賦值陳述句的設定
第三步：運行GPIO_Init（）函式

程式：（先在主函式中書寫，.c檔案中書寫接下來會總結）

	GPIO_TypeDef GPIO_B;//形參1
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//形參2
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZ
	GPIO_Init(&GPIO_B,&GPIO_InitStruct);

注意GPIO_Init（）傳遞的是指標，所以應該用取地址符“&”，

上面的程式還是有問題的，因為定義了GPIO_B為第一個引數，但是程式并不知道GPIO_B是對GPIOB的操作，所以在 GPIO_Init(&GPIO_B,&GPIO_InitStruct);陳述句中，“&GPIO_B”應該是真正的、物理上的地址，而不能像引數2一樣，只是程式定義引數時分配的地址，

輸入“GPIOB”，并進入

發現官方真的定義了GPIOB，而且還是真正的、物理層的地址

所以之前程式中的GPIO_B可以刪掉了，不是物理層的地址，定義了、傳遞給GPIO_Init（）函式也沒用，

正確完整程式：

//GPIO_TypeDef GPIO_B;//形參1
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//形參2
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZ
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
		
	 //注意GPIOB是地址！GPIO_InitStruct是指標，傳遞過去后的倆個實引數都是指標，

以上配置了GPIOB是為了點亮LED0，現配置LED1（PE5）的GPIO，參考上面的程式：

	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//形參2
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZ
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
		
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
	GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);
	

因為之前設定了mode和speed，而實參2是沒有指向的，即并不能知道實參2屬于實參1，所以哪怕再重新定義一個GPIOE的實參2，重新定義mode和speed也沒有意義，所以就可以省略了，

接下來可以將LED引腳置高電平，熄滅LED，使初始狀態下LED是滅的，

int main(void)
 {	
	
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//形參2
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZ
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
		
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
	GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);
	 
	GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
	GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
	
 }

2、RCC_APB2PeriphClockCmd（）

之前說過，GPIO是掛載在APB2總線上的外設，所以在對GPIO的時鐘進行設定時，通過函式RCC_APB2PeriphClockCmd（）來實作，打開RCC.h頭檔案，找到時鐘函式

同樣的方法確定形參型別

形參1：

形參2：

所以程式：（注意時鐘配置函式應該放在最前面）

	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//形參2
	 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOE , ENABLE);
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZ
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
		
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
	GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);
	 
	GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
	GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);

加入延時函式，形成流水燈：（只在Main.c檔案編程）
其中GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5)是將PB5引腳置1；GPIO_ReSetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5)是將PB5引腳置0
（是通過庫函式對BSRR和BRR暫存器操作完成置0置1，下一博客會涉及到）

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
 int main(void)
 {	
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//形參2
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOE , ENABLE);
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZ
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
		
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
	GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);
	 
	GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
	GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
	
	 delay_init();	    //延時函式初始化	  
	while(1)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
		GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
		delay_ms(1000);                       //注意包含頭檔案delay.h，這個好像是正點原子官方寫的
		GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
		GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
		delay_ms(1000); 
	}
 }

3、將配置函式放在led.c和led.h檔案

在LED使用的工程檔案夾新建一個LED檔案夾

進行下一步驟：

創建一個text檔案，命名為led.h，保存在LED group中

將頭檔案添加進來

同理，新建一個led.c檔案，將.c檔案也添加進來

上述步驟是創建一個LED Group，現在將頭檔案添加進來：

找到剛剛創建的檔案夾并添加

上述步驟是為了之后呼叫里面生成的led.c和led.h

編輯頭檔案：
固定格式：

#ifndef  一個未定義字串
#define 一個未定義字串

#include ...
#include ...  //各種需要在本.h檔案中用到的頭檔案
...
...//一些函式宣告、甚至定義	 				    
#endif

本實驗led.h檔案可這樣寫：

#ifndef __LED_H //led.h檔案
#define __LED_H	 
void LED_Init(void);//初始化 				    
#endif

接下來編輯led.c檔案
需要有本.c檔案用到的頭檔案，如果要用到別的檔案中定義的變數，可以采用外部宣告重新宣告該變數，在.c檔案實作.h檔案宣告的函式

將我們之前main函式中關于GPIO配置和時鐘宣告的函式移植過來得到完整的LED程式：

/**led.h**/
#ifndef __LED_H //led.h檔案
#define __LED_H	 
void LED_Init(void);//初始化 		
#endif

/**led.c**/
#include "led.h"
#include "stm32f10x.h"
void LED_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;//形參2
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOE , ENABLE);
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZ
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;
	GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);
	GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
	GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
}

/**main.c**/
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
 int main(void)
 {	
	LED_Init();
	delay_init();	    //延時函式初始化	  
	while(1)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
		GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
		delay_ms(1000);                       //注意包含頭檔案delay.h，這個好像是正點原子官方寫的
		GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
		GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
		delay_ms(1000); 
	}
 }

三、點亮LED（暫存器版本）

1、新建工程、添加led檔案

畢竟是32系列第一個博客，還是希望詳細一點，之后的實驗就會慢慢省略一部分東西，暫存器版本完整來一遍

打開模板檔案，如果沒有，就把LED庫函式例程打開，刪掉led.c和led.h，當做以后所有實驗的模板就行了，

一般情況下，應該【HARDWARE】中創建.c檔案，也可以在檔案【HARDWARE】之外建，看個人習慣，

如果懶得去搞模板，就用我這個吧

先將模板檔案拷過來，在HARDWARE檔案夾下創建LED檔案夾

打開模板檔案

新建兩個text檔案，保存在剛剛創建的LED檔案夾下，并改名為led.c、led.h

將led.c檔案添加進工程

將LED檔案目錄添加進來

現在進入實戰

led.h編輯，之前庫函式版本講過了，直接附代碼：

#ifndef LED_H  //led.h檔案
#define LED_H
int LED_Init(void);
#endif

led.c檔案編輯
開始還是老規矩：

#include "led.h"
#include "stm32F10x.h"

int LED_Init(void)
{

}

2、配置時鐘

打開《STM32中文參考手冊》7.3.7 APB2外設時鐘使能暫存器(RCC_APB2ENR)

暫存器下一博客總結，現在只需知道，APB2外設時鐘使能暫存器的第3位和第6位分別對應GPIOB（LED0、DS0）和GPIOE（LED1、DS1）

時鐘使能代碼如下：

RCC->APB2ENR|=1<<3;
RCC->APB2ENR|=1<<6;

解釋一下：

首先RCC->APB2ENR是對外設時鐘使能暫存器的訪問

RCC->APB2ENR|=1的意思是：RCC->APB2ENR=RCC->APB2ENR|0x00000001（32位暫存器）,也就是說將該暫存器的第0位軟體置1，其它位保持不變，"<<3"是將剛剛設定的那個第0位的1左移3位，也就是此時第3位為1.同理“<<6”是將第6位設定為1；此時就使能了GPIOB和GPIOE的時鐘

3、GPIO配置

用到埠配置暫存器，由于是對PB5、PE5的配置，是低位IO口（Px0~Px7是低位、Px8 ~Px15是高位），所以用到埠配置低暫存器GPIOx_CRL

打開《STM332中文參考手冊》

看到第21、20位控制模式和速度，為50M輸出，所以這兩位是11；23 、22控制哪種輸出，為推挽輸出，所以這兩位為00，所以GPIOx_CRL的狀態值為：0x00300000；程式如下：

    GPIOB->CRL&=0xff0fffff; //PB5
	GPIOB->CRL|=0x00300000;
	
	GPIOE->CRL&=0xff0fffff; //PE5
	GPIOE->CRL|=0x00300000;

解釋一下：

GPIOB->CRL&=0xff0fffff 是將GPIOB的20、21、22、23這四位置0，其它位保持不變；

GPIOB->CRL|=0x00300000是將GPIOB的20、21、22、23這四位置1，其它位保持不變；

此時配置好了，然后可以給IO口賦初值，如開始時讓LED處于熄滅狀態，則PB5、PE5均置1，用到的暫存器：埠輸出資料暫存器GPIOx_ODR

代碼：

	GPIOB->ODR|=1<<5;
	GPIOE->ODR|=1<<5;

led.c檔案完整代碼：

#include "led.h" //led.c檔案
#include "stm32F10x.h"
int LED_Init(void)
{
	RCC->APB2ENR|=1<<3;
	RCC->APB2ENR|=1<<6;
	
	GPIOB->CRL&=0xff0fffff; //PB5
	GPIOB->CRL|=0x00300000;
	
	GPIOE->CRL&=0xff0fffff; //PE5
	GPIOE->CRL|=0x00300000;
	
	GPIOB->ODR|=1<<5;
	GPIOE->ODR|=1<<5;
}

4、主函式代碼撰寫

進入主函式后，首先應呼叫剛剛寫的LED初始化函式，完成GPIO配置；程式會用到延時函式，將延時函式也初始化，代碼：（頭檔案包含led.h）

	#include "sys.h"
	#include "delay.h"
	#include "led.h"
	
	 int main(void)
	 {	
		LED_Init();
		delay_init();
	 }

然后在死回圈中，對PB5和PE5 IO口賦值就行了，還是用到埠輸出資料暫存器GPIOx_ODR

不過給IO口置0時，需要注意，應該和0xffffffdf進行與運算

	GPIOB->ODR&=0xffffffdf;//置0
	GPIOE->ODR&=0xffffffdf;//置0

或者移位運算，將第0位置0再向左移5位

	GPIOB->ODR&=0xfffffffe<<5;
	GPIOE->ODR&=0xfffffffe<<5;

給IO口置1就和0x00000020進行或運算

 	GPIOB->ODR|=0x00000020;
	GPIOE->ODR|=0x00000020;

或者直接位移運算，先和0x00000001進行或運算，使第0位置1，再將第0位向左移動5，代碼：

	GPIOB->ODR|=1<<5;
	GPIOE->ODR|=1<<5;

main.c檔案完整程式：

#include "sys.h" //main.c檔案
#include "delay.h"
#include "led.h"

 int main(void)
 {	
	LED_Init();
	delay_init();
	 while(1)
	 {
		GPIOB->ODR&=0xffffffdf;//置0
		GPIOE->ODR&=0xffffffdf;//置0
		//GPIOB->ODR&=0xfffffffe<<5;
		//GPIOE->ODR&=0xfffffffe<<5;
		 
		 delay_ms(1000);
		
		 GPIOB->ODR|=0x00000020;
		 GPIOE->ODR|=0x00000020;
		//GPIOB->ODR|=1<<5;
		//GPIOE->ODR|=1<<5;
		delay_ms(1000);
	 }
 }

附1 PXout（）與PXin（）

打開sys.h頭檔案

定義了PXout（）與PXin（）函式，用法為：

點亮熄滅DS0、DS1，只需：

PBout(5)=0;//點亮
PEout(5)=0;//點亮
delay_ms(1000);
PBout(5)=1;//熄滅
PEout(5)=1;//熄滅
delay_ms(1000);

或者定義：

#define LED0 PBout(5)
#define LED1 PEout(5)

LED0=0;//點亮
LED1=0;//點亮
delay_ms(1000);
LED0=1;//熄滅
LED1=1;//熄滅
delay_ms(1000);