GD32F103RCT6/GD32F303RCT6（3.2）GPIO外设使用-实验编程

不及你的温柔

已于 2024-07-11 16:40:12 修改

阅读量1.6k

点赞数 17

分类专栏：手把手教你嵌入式国产化 GD32F103RCT6/GD32F303RCT6教程文章标签：单片机 stm32 嵌入式硬件 GD32

于 2024-03-26 20:29:08 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_62316532/article/details/137056766

版权

手把手教你嵌入式国产化同时被 2 个专栏收录

41 篇文章

订阅专栏

GD32F103RCT6/GD32F303RCT6教程

19 篇文章

订阅专栏

本文章基于兆易创新GD32 MCU所提供的2.2.4版本库函数开发

向上代码兼容GD32F450ZGT6中使用

后续项目主要在下面该专栏中发布：

https://blog.youkuaiyun.com/qq_62316532/category_12608431.html?spm=1001.2014.3001.5482

感兴趣的点个关注收藏一下吧!

电机驱动开发可以跳转：

GD32F103RCT6/GD32F303RCT6-实战项目-无刷电机驱动（1）_gd32f103rct6例程-优快云博客

BMS电源系统开发可以跳转：

暂未放链接

DCDC-双向BUCK-BOOST实战链接：

GD32实战篇-双向数控BUCK-BOOST-BUCK降压理论基础-优快云博客

GD32实战篇-双向数控BUCK-BOOST-BOOST升压理论基础-优快云博客

向上代码兼容GD32F303RCT6中使用

本项目配套开发板：

基于GD32F103RCT6国产GD32平台，以下教程编写基于该开发板

本小结为GPIO外设使用的实验章程，在此小结我们会带大家手把手写几个常见的程序

跑马灯实验

实现开发板上两个LED灯实现跑马灯的效果。

LED硬件电路如下：

根据硬件电路图知，四个LED灯对应的IO引脚分别为PB3，PB4，PD2，PC12。当四个引脚为低电平时，二极管导通；当四个引脚为高电平时，二极管截止，因此对这两个IO引脚设置高低电平变化即可。

这里我们不需要使用四个，我们只需要使用PB3和PB4就行

在前一小结我们说过：

在复位期间或复位之后，备用功能并未激活，所有GPIO端口都被配置成输入浮空模式，这种输入模式禁用上拉(PU)/下拉(PD)电阻。但是复位后，串行线调试端口（JTAG/Serial-Wired Debug pins）为输入PU/PD模式：

PA15：JTDI为上拉模式；

PA14：JTCK / SWCLK为下拉模式；

PA13：JTMS / SWDIO为上拉模式；

PB4：NJTRST为上拉模式；

PB3：JTDO为浮空模式。

所以我们需要先对PB3，PB4进行重映射

//管脚复用时钟使能

rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);

//PB4和PB3管脚默认是NJTRST，要当GPIO，需要重映射

gpio_pin_remap_config(GPIO_SWJ_SWDPENABLE_REMAP, ENABLE)

接下来我们就可以开始编写代码了！

需要按步骤进行以下操作：

1.使能 GPIO 端口时钟

2.初始化 GPIO 目标引脚为推挽输出

3.控制 GPIO 引脚输出高、低电平

//GPIOB时钟使能

rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);

//PB4配置成输出

gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_4);

写法一：

//引脚输出低电平

gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_3);



//引脚输出高电平

gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_3);



//引脚输出低电平

gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_4);



//引脚输出高电平

gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_4);

写法二：

//引脚输出低电平

gpio_bit_write(GPIOB, GPIO_PIN_3, RESET);

//引脚输出高电平

gpio_bit_write(GPIOB, GPIO_PIN_3, SET);

//引脚输出低电平

gpio_bit_write(GPIOB, GPIO_PIN_4, RESET);

//引脚输出高电平

gpio_bit_write(GPIOB, GPIO_PIN_4, SET);

代码如下：

编译下载：

发现灯怎么常亮？

其实并不是灯常亮，只是PB3和PB4翻转太快了，人眼捕捉不到，那么我们需要加上一个延时函数，放慢他翻转的进程

好让我们观察到。

因为本节还没有学到滴答定时器，所以采用阻塞延时的方式：

//简单的延时函数

void Delay(__IO uint32_t nCount)

{

for(; nCount != 0; nCount--);

}

更改完以后的主函数：

编译烧录！

两个灯轮流闪烁，实验成功！

蜂鸣器实验

实现开发板上蜂鸣器发声，并用一个指示灯LED0指示蜂鸣器正在发声。

蜂鸣器硬件电路如下：

根据硬件电路图可知，当 PC13 输出高电平的时候，蜂鸣器将发声，当 PC13输出低电平的时候，蜂鸣器停止发声。因此对该IO引脚设置高低电平变化即可。

需要按步骤进行以下操作：

1.使能 GPIO 端口时钟

2.初始化 GPIO 目标引脚为推挽输出

3.控制 GPIO 引脚输出高、低电平

代码如下：


//GPIOB时钟使能

rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);

//PC12配置成输出

gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_13);



//引脚输出高电平

gpio_bit_set(GPIOC, GPIO_PIN_13);

Delay(0xfffff);

//引脚输出低电平

gpio_bit_reset(GPIOC, GPIO_PIN_13);

Delay(0xfffff);

编译烧录！

发现蜂鸣器正常工作

实验成功！

按键输入实验

使用开发板上三个按键控制三LED灯亮灭。

按键硬件电路如下：

如果硬件上已外部上拉或下拉，则选择浮空输入模式。

如果硬件外部没有上拉，则选择内部上拉模式。

当PB5、PB6、PB7为低电平时，按键按下才有效。并且外部都没有上拉电阻，所以，需要在内部设置上拉。

因为在硬件上实现了硬件消抖，所以我们软件就不需要再设置消抖了。

关于为什么要按键消抖：

抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5ms～10ms。这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。按键稳定闭合时间的长短则是由操作人员的按键动作决定的，一般为零点几秒至数秒。为确保CPU对键的一次闭合仅作一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时读取键的状态，并且必须判别到键释放稳定后再作处理。

需要按步骤进行以下操作：

1.使能 GPIO 端口时钟

2.初始化 GPIO 目标引脚为输入模式（由于硬件电路没有外部上拉电阻，这里使用内部上拉输入）

3.检测按键的状态

//GPIOB时钟使能

rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);

//PB5配置成上拉输入

gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_5);

//PB6配置成上拉输入

gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_6);



//PB7配置成上拉输入

gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_7);



//读取引脚电平

gpio_input_bit_get(GPIOB, GPIO_PIN_5);

//读取引脚电平

gpio_input_bit_get(GPIOB, GPIO_PIN_6);

//读取引脚电平

gpio_input_bit_get(GPIOB, GPIO_PIN_7);

这一次实验开始我们将会分模块文件进行！

建立文件夹在放在外设文件夹中：

新建bsp_key文件夹，用来放置按键相关函数

新建bsp_key.c和bsp_key.h分别放置按键代码源文件和头文件

同理新建bsp_led.c和bsp_key.h分别放置LED代码源文件和头文件

在编译器中包含

将代码加入组别

编译发现0个错误0个警告再继续：

文件结构建好以后，接下来就让我们正式编写代码！

先在两个.h文件中加入预编译指令（这里以bsp_key.c为例）：

头：（这里以bsp_key.c为例）

尾：（这里以bsp_key.c为例）

在.h中放入库函数头文件（这里以bsp_key.c为例）

因为GPIO输入的函数包含在该库函数中，所以我们需要引用该函数！

为了方便后期的代码移植，随时更换引脚，这里采用宏定义的方式对每个变量进行单独代替

对按键宏进行定义

完成一会我们就可以去编写.c源文件了

首先需要在.c开头加入需要使用到的头文件和各自的.h文件（这里以bsp_key.c为例）：

然后是按键初始化函数

void Key_GPIO_Init(void)

{

// GPIO时钟使能

rcu_periph_clock_enable(KEY1_GPIO_CLK);

// 配置为内部上拉输入模式

gpio_init(KEY1_GPIO_PORT, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, KEY1_GPIO_PIN);

}



然后是按键按下检测函数

uint8_t Key_Scan(uint32_t gpio_periph, uint32_t pin)

{

/*检测是否有按键按下 */

if(gpio_input_bit_get(gpio_periph, pin) == KEY_ON)

{

/*等待按键释放 */

while(gpio_input_bit_get(gpio_periph, pin) == KEY_ON);

return KEY_ON;

}

else

return KEY_OFF;

}

到此完成bsp_key.c的代码编写。

注意：函数在.c编写完后需要在其对应的.h文件中对函数进行声明，不然就无法在外部调用该函数！

完成bsp_key.c以及bsp_key.h的编写以后，让我们继续编写bsp_led.c以及bsp_led.h

首先是.h文件的编写：

预编译指令：

头：

尾：

然后是头文件调用：因为GPIO输出的函数包含在该库函数中，所以我们需要引用该函数！

为了方便后期的代码移植，随时更换引脚，这里采用宏定义的方式对每个变量进行单独代替

/* 定义LED连接的GPIO端口, 用户只需要修改下面的代码即可改变控制的LED引脚 */

#define LED_1_GPIO_PORT GPIOB /* GPIO端口 */

#define LED_1_GPIO_CLK RCU_GPIOB /* GPIO端口时钟 */

#define LED_1_GPIO_PIN GPIO_PIN_3



#define LED_2_GPIO_PORT GPIOB /* GPIO端口 */

#define LED_2_GPIO_CLK RCU_GPIOB        /* GPIO端口时钟 */

#define LED_2_GPIO_PIN GPIO_PIN_4



#define LED_3_GPIO_PORT GPIOC /* GPIO端口 */

#define LED_3_GPIO_CLK RCU_GPIOC /* GPIO端口时钟 */

#define LED_3_GPIO_PIN GPIO_PIN_12



#define LED_4_GPIO_PORT GPIOD /* GPIO端口 */

#define LED_4_GPIO_CLK RCU_GPIOD /* GPIO端口时钟 */

#define LED_4_GPIO_PIN GPIO_PIN_2

对寄存器编写，定义直接控制I/O口的宏

/* 定义控制IO的宏 */

#define LED1_ON gpio_bit_set(LED_1_GPIO_PORT,LED_1_GPIO_PIN)

#define LED1_OFF gpio_bit_reset(LED_1_GPIO_PORT,LED_1_GPIO_PIN)

#define LED1_TOG \

do{ \

if(gpio_output_bit_get(LED_1_GPIO_PORT,LED_1_GPIO_PIN)) \

gpio_bit_reset(LED_1_GPIO_PORT,LED_1_GPIO_PIN); \

else \

gpio_bit_set(LED_1_GPIO_PORT,LED_1_GPIO_PIN); \

}while(0)



#define LED2_ON gpio_bit_set(LED_2_GPIO_PORT,LED_2_GPIO_PIN)

#define LED2_OFF gpio_bit_reset(LED_2_GPIO_PORT,LED_2_GPIO_PIN)

#define LED2_TOG \

do{ \

if(gpio_output_bit_get(LED_2_GPIO_PORT,LED_2_GPIO_PIN)) \

gpio_bit_reset(LED_2_GPIO_PORT,LED_2_GPIO_PIN); \

else \

gpio_bit_set(LED_2_GPIO_PORT,LED_2_GPIO_PIN); \

}while(0)



#define LED3_ON gpio_bit_set(LED_3_GPIO_PORT,LED_3_GPIO_PIN)

#define LED3_OFF gpio_bit_reset(LED_3_GPIO_PORT,LED_3_GPIO_PIN)

#define LED3_TOG \

do{ \

if(gpio_output_bit_get(LED_3_GPIO_PORT,LED_3_GPIO_PIN)) \

gpio_bit_reset(LED_3_GPIO_PORT,LED_3_GPIO_PIN); \

else \

gpio_bit_set(LED_3_GPIO_PORT,LED_3_GPIO_PIN); \

}while(0)



#define LED4_ON gpio_bit_set(LED_4_GPIO_PORT,LED_4_GPIO_PIN)

#define LED4_OFF gpio_bit_reset(LED_4_GPIO_PORT,LED_4_GPIO_PIN)

#define LED4_TOG \

do{ \

if(gpio_output_bit_get(LED_4_GPIO_PORT,LED_4_GPIO_PIN)) \

gpio_bit_reset(LED_4_GPIO_PORT,LED_4_GPIO_PIN); \

else \

gpio_bit_set(LED_4_GPIO_PORT,LED_4_GPIO_PIN); \

}while(0)

定义完毕后，就可以直接调用以上函数对LED进行操作

写完bsp_led.h以后，我们转入bsp_led.c的源代码编写：

//管脚复用时钟使能

rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);

//PB4管脚默认是NJTRST，要当GPIO，需要重映射

gpio_pin_remap_config(GPIO_SWJ_SWDPENABLE_REMAP, ENABLE);

// GPIO时钟使能

rcu_periph_clock_enable(LED1_GPIO_CLK);

rcu_periph_clock_enable(LED2_GPIO_CLK);

rcu_periph_clock_enable(LED3_GPIO_CLK);

rcu_periph_clock_enable(LED4_GPIO_CLK);

// 配置为推挽输出模式

gpio_init(LED1_GPIO_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, LED1_GPIO_PIN);

gpio_init(LED2_GPIO_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, LED2_GPIO_PIN);

gpio_init(LED3_GPIO_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, LED3_GPIO_PIN);

gpio_init(LED4_GPIO_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, LED4_GPIO_PIN);

// 初始化引脚为高电平

gpio_bit_set(LED1_GPIO_PORT, LED1_GPIO_PIN);

gpio_bit_set(LED2_GPIO_PORT, LED2_GPIO_PIN);

gpio_bit_set(LED3_GPIO_PORT, LED3_GPIO_PIN);

gpio_bit_set(LED4_GPIO_PORT, LED4_GPIO_PIN);

到此完成bsp_led.c的代码编写。

注意：函数在.c编写完后需要在其对应的.h文件中对函数进行声明，不然就无法在外部调用该函数！