1.4 STM32开发板概述

• STM32 是意法半导体公司基于 ARMv7 Cortex - M 内核设计的 32 位 MCU 芯片。
• F 表示通用型号，还有 L、H、W、G 相关系列。
• 103 表示增强型。
• F1xx 表明当前内核为 Cortex - M3 内核。
• ZET6 各部分含义：
  • Z：表示引脚数为 144。
  • E：表示闪存 Flash 为 512KB，属于大容量存储设备。
  • T：表示封装标准为 LQFP 封装。
  • 6：表示工作温度限制在 - 40℃~85℃。

2.1 GPIO 概述
        GPIO（General Purpose Input/Output）是 STM32 微控制器最基本、最常用的外设之一，用于与外部设备进行数字信号交互（如控制 LED、读取按键、驱动传感器等）。
咱们学习 Hi3861 中利用 GPIO 完成了 LED 控制，按键控制，传感器数据读取，蜂鸣器控制，利用 GPIO 模版 PWM 控制舵机。
GPIO 的控制核心逻辑

• 输入输出控制
• 高低电平控制
  在当前 STM32F103ZET6 中一共有
• 7 组 GPIO 分别对应 GPIOA～GPIOG 分组。
• 同时每一个 GPIO 分组对应 16 个对外引脚，流入 GPIOA00～GPIOA15 ==>PA0～PA15
• STM32F103ZET6 对外可以提供可编程 GPIO 引脚一共是 16 * 7 ==> 112 引脚

2.2 STM32F103ZET6 原理图简单分析

         原理图是开发中重要的参考依据，通过原理图分析当前 MCU 芯片引脚对应的功能模块，已经控制方式分析。以 LED 灯为例分析，当前开发板中 DS0 丝印位号对应的 LED 灯在原理图中，对应的引脚为 LED0。

在 STM32 开发中，操作 GPIO 需要确定的内容有：

• 那一组 GPIO，例如 GPIOB。
• 操作的 GPIO 是当前组内第几个 Pin 引脚，对应引脚为 5 引脚 ==> GPIOB5 ==> PB5。
• 设置 GPIO 的工作模式。

2.3.1. 浮空输入模式（Floating Input）

原理：在这种模式下，GPIO 引脚没有接上拉电阻或下拉电阻，其电平状态完全取决于外部电路。引脚处于高阻抗状态，输入电流几乎为零。

应用场景：适用于外部信号已经有明确的驱动能力和电平状态的情况，比如连接按键，按键

按下时直接将引脚接地，松开时引脚浮空，通过读取引脚电平判断按键状态。

2.3.2. 上拉输入模式（Pull - up Inpu）

原理：GPIO 引脚内部连接了上拉电阻，当外部电路没有对引脚进行驱动时，引脚电平被上拉到高电平。如果外部电路将引脚拉低，那么引脚电平就为低电平。

应用场景：常用于按键输入，当按键未按下时，引脚通过上拉电阻保持高电平；按键按下

时，引脚接地变为低电平，避免了引脚浮空可能带来的电平不稳定问题。

2.3.3. 下拉输入模式（Pull - down Input）

原理：与上拉输入模式相反，GPIO 引脚内部连接了下拉电阻，当外部电路没有对引脚进行驱动时，引脚电平被下拉到低电平。如果外部电路将引脚拉高，那么引脚电平就为高电平。

应用场景：同样适用于按键输入等场景，当按键未按下时，引脚通过下拉电阻保持低电平；

按键按下时，引脚接高电平。

2.3.4. 模拟输入模式（Analog Input）

原理：该模式下，GPIO 引脚用于模拟信号的输入，内部的数字逻辑电路被断开，引脚直接连接到模拟信号处理模块，如 ADC（模拟 - 数字转换器）。

应用场景：用于采集模拟信号，如温度传感器、压力传感器等输出的模拟电压信号，通过

ADC 将模拟信号转换为数字信号进行处理。

2.3.5. 开漏输出模式（Open - Drain Output）

原理：在开漏输出模式下，GPIO 引脚内部的输出级只有 N 沟道 MOS 管，当输出为低电平

时，MOS 管导通，引脚接地；当输出为高电平时，MOS 管截止，引脚处于高阻态，需要外

部接上拉电阻才能输出高电平。

应用场景：常用于实现线与功能、I2C 总线等通信协议，多个开漏输出引脚可以连接在一

起，只要有一个引脚输出低电平，总线就为低电平。

2.3.6. 推挽输出模式（Push - Pull Output）

原理：推挽输出模式下，GPIO 引脚内部的输出级由 P 沟道 MOS 管和 N 沟道 MOS 管组成。当输出为高电平时，P 沟道 MOS 管导通，引脚输出高电平；当输出为低电平时，N 沟道 MOS 管导通，引脚输出低电平。

应用场景：适用于直接驱动一些负载，如 LED 灯，能够提供较强的驱动能力。

2.3.7. 复用开漏输出模式（Alternate Function Open - Drain Output）

原理：该模式下，GPIO 引脚的功能由片上外设控制，输出级采用开漏输出结构。与普通开漏输出模式类似，需要外部接上拉电阻才能输出高电平。

应用场景：常用于一些通信协议和外设接口，如 SPI 总线的某些引脚、I2C 总线等，将 GPIO 引脚复用为外设的特定功能。

2.3.8. 复用推挽输出模式（Alternate Function Push - Pull Output）

原理：此模式下，GPIO 引脚的功能由片上外设控制，输出级采用推挽输出结构，能够直接输出高电平和低电平。

应用场景：常用于一些需要较强驱动能力的外设接口，如 UART 通信的发送引脚、PWM 信

号输出等。

2.4 LED开发流程

2.4.1 LED 灯电路分析

2.4.2 LED STM32 开发流程

2.4.3 【时钟】小重点

2.4.4 LED 对应 GPIO 组时钟使能

2.4.7 代码实现

#include "stm32f10x.h"
/*
STM32 核心头文件，标准头文件，当前对应 STM32F10x 系列，
当前使用的芯片是 STM32F103ZET6
开发中，需要使用相关函数，相关类型，相关配置都在当前
头文件中。
*/
void Led_Delay(u32 tim);
int main(void)
{/*1. 时钟使用，RCC 配置当前 GPIOB 和 GPIOE 两个 GPIO 组使能。RCC ==> Reset & Clock ControlAPB2ENR 当前 APB2 Bridge 对应寄存器配置，当前 APB2ENR包括 【GPIOA ~ GPIOG】 ADC1,2,3 TIM1 TIM8 USART1 SPI1根据寄存器文档分析，目标当前寄存器中的数据效果为【高 16 位不考虑，对应保留位】0000 0000 0100 10000x01 ==> 0000 00010x01 << 6 ==> 0100 0000  (GPIOE使能位)0x01 << 3 ==> 0000 1000  (GPIOB使能位)0x01 << 6 | 0x01 << 3  = 0100 1000*/RCC->APB2ENR |= 0x01 << 6; // GPIOE 组使能RCC->APB2ENR |= 0x01 << 3; // GPIOB 组使能/*2. 配置 GPIOB --> PB5 和 GPIOE --> PE5 对应工作模式为【推挽输出模式】。二进制为效果为 0011 (CNF=00, MODE=11)需要配置 GPIOx_CRL 位 23:20 对应 CNF5 和 MODE5 因为GPIOx_CRL 默认值是 0x44444444 存在基础数据*//*2.1 对 GPIOx_CRL 位 23:20 默认数据进行擦除。0x0F ==> 0000 11110x0F << 20 ==> 对应位23-20~(0x0F << 20) ==> 清除掩码*/GPIOB->CRL &= ~(0x0F << 20);GPIOE->CRL &= ~(0x0F << 20);/*2.2 对 GPIOx_CRL 位 23:20 进行数据赋值 0011推挽输出模式配置: CNF=00, MODE=11 (50MHz)*/GPIOB->CRL |= 0x03 << 20;GPIOE->CRL |= 0x03 << 20;/*3. 控制高低电平，从而控制 LED 亮和灭MCU 引脚输出高电平 LED 灯灭MCU 引脚输出低电平 LED 灯亮GPIOx_ODR 控制位 5 对应 PB5 和 PE5 两个引脚对应 ODR 位 5 数据为 1 高电平，0 低电平*/while (1){GPIOB->ODR &= ~(0x01 << 5); // PB5 低电平 LED0 灯亮GPIOE->ODR |= (0x01 << 5);  // PE5 高电平 LED1 灯灭Led_Delay(200000);GPIOB->ODR |= (0x01 << 5);  // PB5 高电平 LED0 灯灭GPIOE->ODR &= ~(0x01 << 5); // PE5 低电平 LED1 灯亮Led_Delay(200000);}
}// 延时函数
void Led_Delay(u32 tim)
{while (tim--){for (int i = 0; i < 72; i++){// 空循环，用于延时调整}}
}