HAL库实现STM32程序——led灯的点亮(附代码)

原创于 2025-12-02 20:04:45 发布 · 597 阅读

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#stm32 #嵌入式硬件 #单片机

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一、GPIO的基本介绍

（1）整体框图

左侧片内部分

左侧芯片外部

（2）保护二极管

1.二极管是半导体材料，单向导电

2.当进入的电平是高电平的时候，将超过正常电流的电压分流到VCC当中，这样的话，芯片内部就不会收到高于VCC的电平，起到了保护芯片的作用；

3.当进入的电平是低电平的是以后，将低于VSS的电平给阻隔掉，将0V的低电平传入到芯片中，保证接入的低电平不是负电平。

4.如果接入的电平过高也会将芯片烧掉，属于是弱保护，不能过渡依赖。

二、输入部分

图示

上拉电阻

可以将低电平上拉（弱上拉），主要在IO空闲时确定状态，不然就是浮空模式，设置IO空闲时为高电平，主要用于初始化IO状态；

下拉电阻

可以将高电平下拉（弱下拉），可以将高电平下拉（弱下拉），主要是在IO空闲时确定状态的，不然就是浮空模式，设置IO空闲时为低电平，主要用于初始化IO状态。

肖特基触发器

作用：可以将不规律的波形转化为有规律的方波

特点：当输入的电压高于正向阈值电压，输出为高；

当输入的电压低于负向阈值电压，输出为低；

当输入的电压在正向和负向阈值之间，输出不变。

三、输出部分P-MOS管和N-MOS管

图示：

导通条件：P-MOS（N-MOS）管导通条件是进入P-MOS（N-MOS）管的电压和VDD（VSS）不一致

四、八种工作模式

通用输入模式

1.输入浮空

浮空模式就是既不上拉也不下拉电阻，MOS管不导通，肖特基触发器打开，可以任意输入到IDR寄存器中电平是不确定，这种模式一般不使用。

2.输入上拉

上拉电阻接通，肖特基触发器打开，输出被禁止；

IO空闲的时候如果要向CPU写入高电平，就使用输入上拉即可。。

3.输入下拉

下拉电阻接通，肖特基触发器打开，输出被禁止；

IO空闲的时候如果要向CPU写入低电平，就使用输入下拉即可。

通用输出模式

4.开漏输出

开漏模式下只有N-MOS管工作，P-MOS是停止工作的，ODR输出为0的时候，N-MOS导通，输出低电平，ODR输出为1的时候N-MOS不导通。

开漏模式下只能向外输出低电平（如果有外接上拉电阻，其实也可以输出高电平）。

5.推挽输出

推挽模式下P-MOS管和N-MOS都可以导通，当ODR寄存器输出一个低电平的时候，N-MOS导通向外输出低电平，当ODR寄存器输出一个高电平，P-MOS管导通，向外输出高电平。

复用功能

复用功能和通用输出两个情况基本相同，

唯一的区别：通用模式下输出控制信号由ODR来提供，复用功能是由片上外设提供的

6.开漏输出

开漏模式下只有N-MOS管工作，P-MOS是停止工作的，ODR输出为0的时候，N-MOS导通，输出低电平，ODR输出为1的时候N-MOS不导通。

开漏模式下只能向外输出低电平（如果有外接上拉电阻，其实也可以输出高电平）。

7.推挽输出

8.模拟输入

模拟输入模式上下拉电阻不用、输出被禁止，肖特基触发器关闭；

模拟输入只在ADC/DAC上使用。

五、led灯的电路图

图示

解释：由电路图可知，如果想要点亮一个LED灯，就需要给PB5~PB7三个引脚中的任何一个传递一个高电平，如果要熄灭就传递低电平。

六、通用外设驱动的方式主要有三步

1、时钟设置、参数设置

2、读函数，从外设读取数据

3、写函数，像外设来写入数据

七、GPIO配置步骤

1、使能使用

用__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE(),其中x代表要选择哪一组GPIO口来操作，当前电路板上的LED使用的是PB引脚，所以使能函数就是

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()

2、设置工作模式

HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)

参数1：GPIO_TypeDef *GPIOx

GPIO_TypeDef *是一个结构体指针，这里直接传GPIOB即可，因为HAL库中将GPIOB的地址宏定义成了GPIOB，所以直接使用

参数2：GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init

四个成员：

pin：设置GPIO引脚的

mode：设置工作模式

pull：设置电阻上下拉

speed：速度速度设置越高，GPIO驱动电路的响应速度越快，信号跳变（从高到低或者从低到高）的边沿更加陡峭（即上升和下降的时间更短），反之低速下就更加缓和。

低速模式：适用于led、按键、低速传感器等简单的数据信号，无需快速响应

高速模式：适用于SPI、I2C、USART的等外设需要高频PWM信号，确保信号边沿能满足时序要求。

速度只在输出模式下生效，输入模式无影响

3、设置输出状态

HAL_GPIO_WritePin() // 设置GPIO引脚的状态

参数1：选择哪一组GPIO

参数2：选择具体的GPIO PIN脚，比如GPIO_PIN_6

参数3：确定输出的电平应该高电平还是低电平

GPIO_PIN_SET：设置为高电平

GPIO_PIN_RESET：设置为低电平

八、代码区域

led.h

#ifndef LED_H
#define LED_H
#include "stm32f1xx.h"

//定义led端口和引脚
#define LED_PORT GPIOB

//查看芯片上的引脚，来定义引脚
#define LED2_PIN GPIO_PIN_5
#define LED3_PIN GPIO_PIN_6
#define LED4_PIN GPIO_PIN_7

//定义宏名 来led灯传递高低点评
#define led2(a) (a?HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT,LED2_PIN,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT,LED2_PIN,GPIO_PIN_RESET))
#define led3(a) (a?HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT,LED3_PIN,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT,LED3_PIN,GPIO_PIN_RESET))
#define led4(a) (a?HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT,LED4_PIN,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT,LED4_PIN,GPIO_PIN_RESET))

#define led2Toggle HAL_GPIO_TogglePin(LED_PORT,LED2_PIN);
#define led3Toggle HAL_GPIO_TogglePin(LED_PORT,LED3_PIN);
#define led4Toggle HAL_GPIO_TogglePin(LED_PORT,LED4_PIN);

void LED_Init();
#endif

led.c

#include "led.h"

void LED_Init(){
    //使能时钟
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    //初始化结构体
GPIO_InitTypeDef LEDInit = {0};
    //定义led引脚
LEDInit.Pin = LED2_PIN | LED3_PIN | LED4_PIN;
    //设置输出模式是推挽
LEDInit.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	//不需要设置上下拉	
    //设置速度
LEDInit.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    //调用初始化函数
HAL_GPIO_Init(LED_PORT,&LEDInit);
}

main.c

#include "stm32f1xx.h"
#include "led.h"

typedef uint8_t u8;
typedef uint32_t u32;

void delay(u32 times){
    int i;
    for(i = 0 ; i < times ; i++ );
    }
int main(){
    HAL_Init();
    LED_Init();
while(1){
    led2Toggle;
    delay(10000);
    }
return 0;
}

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