使用C++开发stm32程序之GPIO篇

最新推荐文章于 2025-05-21 16:16:08 发布

逗神大人

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分类专栏： C++ 嵌入式开发 stm32 文章标签： stm32

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/oyoung_2012/article/details/79624077

本文分享了在Eclipse环境下使用C++开发STM32程序时，特别是GPIO操作部分需要注意的问题和封装技巧。内容包括：1) C++在STM32上的限制，如内存管理与STL禁用；2) GPIO封装要考虑的初始化、配置和常用操作；3) 提供了STM32F10x和STM32F4xx系列的GPIO类封装示例代码。

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花了点时间整理了一下以前在eclipse环境下使用C++写的stm32程序，此篇内容为GPIO操作部分，其他部分后续有时间会逐步放到csdn博客中分享出来，免得以后从事其他行业工作了，荒废了以前那么努力摸索出来的宝贵经验

1. 使用C++写stm32程序时需要考虑的几个问题

stm32 属于配置相对很低的芯片，比不得PC机使用的CPU，具有相当有限的内存资源和闪存资源
stm32 开发大多属于裸机开发，即使是使用到了UCOSIII等操作系统，开发程序的流程和PC端流程也完全不一样，PC端软件开发只需要开发出软件相关的部分，无需关心操作系统，但嵌入式不一样，即使有了操作系统支持，也需要直接将操作系统的源码一起编译，然后一起烧录，并不能通过写单个程序来扩展功能
stm32 由于没有高级内存管理单元的支持，也没有操作系统软内存管理系统，因此不能使用任何动态分配内存的机制，除非自己使用高效算法实现自己的内存管理系统(如malloc, free). C++标准库里面的api基本都是动态内存，因此在开发裸机stm32程序时，请不要考虑使用任何STL里面的接口(你是大牛，能自己高效无误实现allocator的情况下除外)

2. 封装GPIO需要考虑的几个问题

GPIO 构造时的初始化
GPIO 的基本配置
GPIO 的常用操作

2.1 GPIO构造时的初始化

需要知道使用的哪个端口(以及哪个管脚)
需要知道使用的哪种模式(输入还是输出？怎样的输入输出？)
所以我们给GPIO类的构造函数使用了俩个参数, 端口号，管脚编号，然后在构造函数内，使能该端口的时钟

2.2 GPIO的基本配置

配置是输入模式还是输出模式
如果是输入模式，选择何种输入模式
如果是输出模式，选择何种输出模式

2.3 GPIO常用操作

给端口输出某个值
给端口的某个管脚输出某个值
读端口的输入值
读端口某个管脚的输入值
读端口的输出值
读端口的某个管脚输出值
给端口(或某几个管脚)置位
给端口(或某几个管脚)复位

GPIO类封装的示例代码(stm32f10x系列)

头文件

/*
 * GPIO.h
 *
 *  Created on: 2018年3月19日
 *      Author: oyoung
 */

#ifndef GPIO_H_
#define GPIO_H_

namespace stm32 {

extern int log2(unsigned int value);

class GPIO {
public:
    typedef enum {
        Port_A,Port_B,Port_C,Port_D,Port_E,Port_F,Port_G
    } Port;
    typedef enum {
        Pin_0 = 0x0001,
        Pin_1 = 0x0002,
        Pin_2 = 0x0004,
        Pin_3 = 0x0008,
        Pin_4 = 0x0010,
        Pin_5 = 0x0020,
        Pin_6 = 0x0040,
        Pin_7 = 0x0080,
        Pin_8 = 0x0100,
        Pin_9 = 0x0200,
        Pin_10 = 0x0400,
        Pin_11 = 0x0800,
        Pin_12 = 0x1000,
        Pin_13 = 0x2000,
        Pin_14 = 0x4000,
        Pin_15 = 0x8000,
        Pin_Low8 = 0x00ff,
        Pin_High8 = 0xff00,
        Pin_All = 0xffff
    } Pin;

    typedef enum {
        Mode_Input,
        Mode_Output_10MHz,
        Mode_Output_2MHz,
        Mode_Output_50MHz
    } Mode;

    typedef enum {
        IOMode_I_Analog,
        IOMode_I_Float,
        IOMode_I_Pull_UpDown,
        IOMode_I_Reserve,
        IOMode_O_PushPull = IOMode_I_Analog,
        IOMode_O_OpenDrain = IOMode_I_Float,
        IOMode_O_Multiplex_PushPull = IOMode_I_Pull_UpDown,
        IOMode_O_Multiplex_OpenDrain = IOMode_I_Reserve
    } IOMode;
    GPIO(Port);
    GPIO(Port port, Pin pin);

    /**
     * 设置输出值
     */
    void set