stm32 HAL库笔记（一）—

　　今天介HAL库操作普通IO口，就是输入/输出。

　　如果用CubeMX配置io工程，打开以后可以看到如下代码：

    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();    // 根据名字，这是使能B端口

    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0; 　　　　　　// 0口

    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出

    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;         // 上拉

    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;    // 高速

    HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);    // 调用初始化函数

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);    // 初始化电平

看到代码的时候，如果想深入了解一定要深入的仔细分析，看看到底是怎么调用的，操作了那些寄存器（不需要自己操作，但是要了解），用一个词来概括，抽丝剥茧。首先定义了一个 GPIO_InitTypeDef 类型的结构体，从名字可以看出是IO口初始化的类型配置，然后使能B端口，再然后配置刚才定义的结构体，把各种功能赋给各个成员变量。我们可以看一下这个结构体怎么定义的，，代码如下：

typedef struct

{

  uint32_t Pin;       /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.

                           This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */

  uint32_t Mode;      /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.

                           This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */

  uint32_t Pull;      /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.

                           This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */

  uint32_t Speed;     /*!< Specifies the speed for the selected pins.

                           This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */

  uint32_t Alternate;  /*!< Peripheral to be connected to the selected pins.

                            This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */

}GPIO_InitTypeDef;

这个结构体里面每一个元素都要仔细的看一下，Pin：指定配置那个脚，那参数怎么看呢？看英文注释，他说：这个参数是GPIO_pins_define的任何一个，这个又是什么呢？进去看看？会发现这不是变量，找不到他，那没办法，既注释中有他，那么我们肯定是可以找到的，那就整个工程搜索一下，还真的搜到了，如下：

/** @defgroup GPIO_pins_define GPIO pins define

  * @{

  */

#define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001)  /* Pin 0 selected    */

#define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002)  /* Pin 1 selected    */

#define GPIO_PIN_2                 ((uint16_t)0x0004)  /* Pin 2 selected    */

#define GPIO_PIN_3                 ((uint16_t)0x0008)  /* Pin 3 selected    */

#define GPIO_PIN_4                 ((uint16_t)0x0010)  /* Pin 4 selected    */

#define GPIO_PIN_5                 ((uint16_t)0x0020)  /* Pin 5 selected    */

#define GPIO_PIN_6                 ((uint16_t)0x0040)  /* Pin 6 selected    */

#define GPIO_PIN_7                 ((uint16_t)0x0080)  /* Pin 7 selected    */

#define GPIO_PIN_8                 ((uint16_t)0x0100)  /* Pin 8 selected    */

#define GPIO_PIN_9                 ((uint16_t)0x0200)  /* Pin 9 selected    */

#define GPIO_PIN_10                ((uint16_t)0x0400)  /* Pin 10 selected   */

#define GPIO_PIN_11                ((uint16_t)0x0800)  /* Pin 11 selected   */

#define GPIO_PIN_12                ((uint16_t)0x1000)  /* Pin 12 selected   */

#define GPIO_PIN_13                ((uint16_t)0x2000)  /* Pin 13 selected   */

#define GPIO_PIN_14                ((uint16_t)0x4000)  /* Pin 14 selected   */

#define GPIO_PIN_15                ((uint16_t)0x8000)  /* Pin 15 selected   */

#define GPIO_PIN_All               ((uint16_t)0xFFFF)  /* All pins selected */

#define GPIO_PIN_MASK              ((uint32_t)0x0000FFFF) /* PIN mask for assert test */

其实意思就是，结构体中的Pin变量可以是这些宏定义中的任何一个，从命名来说也就是0-15哪些脚。继续看，Mode：指定那个脚的模式，这个参数可以是 GPIO_mode_define 中的任何一个，找到他看看，如下：

/** @defgroup GPIO_mode_define GPIO mode define

  * @brief GPIO Configuration Mode

  *        Elements values convention: 0xX0yz00YZ

  *           - X  : GPIO mode or EXTI Mode

  *           - y  : External IT or Event trigger detection

  *           - z  : IO configuration on External IT or Event

  *           - Y  : Output type (Push Pull or Open Drain)

  *           - Z  : IO Direction mode (Input, Output, Alternate or Analog)

  * @{

  */

#define  GPIO_MODE_INPUT                        ((uint32_t)0x00000000)   /*!< Input Floating Mode                   */

#define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP                    ((uint32_t)0x00000001)   /*!< Output Push Pull Mode                 */

#define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD                    ((uint32_t)0x00000011)   /*!< Output Open Drain Mode                */

#define  GPIO_MODE_AF_PP                        ((uint32_t)0x00000002)   /*!< Alternate Function Push Pull Mode     */

#define  GPIO_MODE_AF_OD                        ((uint32_t)0x00000012)   /*!< Alternate Function Open Drain Mode    */

#define  GPIO_MODE_ANALOG                       ((uint32_t)0x00000003)   /*!< Analog Mode  */

#define  GPIO_MODE_IT_RISING                    ((uint32_t)0x10110000)   /*!< External Interrupt Mode with Rising edge trigger detection          */

#define  GPIO_MODE_IT_FALLING                   ((uint32_t)0x10210000)   /*!< External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection         */

#define  GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING            ((uint32_t)0x10310000)   /*!< External Interrupt Mode with Rising/Falling edge trigger detection  */

#define  GPIO_MODE_EVT_RISING                   ((uint32_t)0x10120000)   /*!< External Event Mode with Rising edge trigger detection               */

#define  GPIO_MODE_EVT_FALLING                  ((uint32_t)0x10220000)   /*!< External Event Mode with Falling edge trigger detection              */

#define  GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING           ((uint32_t)0x10320000)   /*!< External Event Mode with Rising/Falling edge trigger detection       */

上面就是IO口的各种功能配置，依次是：输入、推挽输出、开漏输出等等。同理，可以可以找到Pull、Speed等可以赋什么值。到此这个结构体就“充满”了，配置好了，我们的告诉系统啊，好接下来调用 HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure); 就是把刚才配制好的结构体扔到这个叫做IO口初始化的函数中。这个函数有两个参数，第一个是B就是那个端口，第二个是我们配置的结构体，其实就是：B端口的0号脚，这样的功能。这个函数太长了，说关键的部分，该函数会把我们的引脚的功能逐个抽离出来，然后配置相应的寄存器，就实现了这个脚的配置，代码如下：

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)

{

  uint32_t position;

  uint32_t ioposition = 0x00;

  uint32_t iocurrent = 0x00;

  uint32_t temp = 0x00;

  /* Check the parameters    这里是检查我们的配置的参数是否正确  */

  assert_param(IS_GPIO_ALL_INSTANCE(GPIOx));

  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Init->Pin));

  assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_Init->Mode));

  assert_param(IS_GPIO_PULL(GPIO_Init->Pull));

  /* Configure the port pins */

  for(position = ; position < GPIO_NUMBER; position++)

  {

    /* Get the IO position */

    ioposition = ((uint32_t)0x01) << position;

    /* Get the current IO position */

    iocurrent = (uint32_t)(GPIO_Init->Pin) & ioposition;

    if(iocurrent == ioposition)

    {

      /*--------------------- GPIO Mode Configuration ------------------------*/

      /* In case of Alternate function mode selection */

      if((GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_OD))

      {

        /* Check the Alternate function parameter */

        assert_param(IS_GPIO_AF(GPIO_Init->Alternate));

        /* Configure Alternate function mapped with the current IO */

        temp = GPIOx->AFR[position >> ];

        temp &= ~((uint32_t)0xF << ((uint32_t)(position & (uint32_t)0x07) * )) ;

        temp |= ((uint32_t)(GPIO_Init->Alternate) << (((uint32_t)position & (uint32_t)0x07) * ));

        GPIOx->AFR[position >> ] = temp;

      }

      /* Configure IO Direction mode (Input, Output, Alternate or Analog) */

      temp = GPIOx->MODER;

      temp &= ~(GPIO_MODER_MODER0 << (position * ));

      temp |= ((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE) << (position * ));

      GPIOx->MODER = temp;

      /* In case of Output or Alternate function mode selection */

      if((GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_OUTPUT_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_PP) ||

         (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_OUTPUT_OD) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_OD))

      {

        /* Check the Speed parameter */

        assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed));

        /* Configure the IO Speed */

        temp = GPIOx->OSPEEDR;

        temp &= ~(GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR0 << (position * ));

        temp |= (GPIO_Init->Speed << (position * ));

        GPIOx->OSPEEDR = temp;

        /* Configure the IO Output Type */

        temp = GPIOx->OTYPER;

        temp &= ~(GPIO_OTYPER_OT_0 << position) ;

        temp |= (((GPIO_Init->Mode & GPIO_OUTPUT_TYPE) >> ) << position);

        GPIOx->OTYPER = temp;

      }

      /* Activate the Pull-up or Pull down resistor for the current IO */

      temp = GPIOx->PUPDR;

      temp &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0 << (position * ));

      temp |= ((GPIO_Init->Pull) << (position * ));

      GPIOx->PUPDR = temp;

      /*--------------------- EXTI Mode Configuration ------------------------*/

      /* Configure the External Interrupt or event for the current IO */

      if((GPIO_Init->Mode & EXTI_MODE) == EXTI_MODE)

      {

        /* Enable SYSCFG Clock */

        __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();

        temp = SYSCFG->EXTICR[position >> ];

        temp &= ~(((uint32_t)0x0F) << ( * (position & 0x03)));

        temp |= ((uint32_t)(GPIO_GET_INDEX(GPIOx)) << ( * (position & 0x03)));

        SYSCFG->EXTICR[position >> ] = temp;

        /* Clear EXTI line configuration */

        temp = EXTI->IMR;

        temp &= ~((uint32_t)iocurrent);

        if((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_IT) == GPIO_MODE_IT)

        {

          temp |= iocurrent;

        }

        EXTI->IMR = temp;

        temp = EXTI->EMR;

        temp &= ~((uint32_t)iocurrent);

        if((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_EVT) == GPIO_MODE_EVT)

        {

          temp |= iocurrent;

        }

        EXTI->EMR = temp;

        /* Clear Rising Falling edge configuration */

        temp = EXTI->RTSR;

        temp &= ~((uint32_t)iocurrent);

        if((GPIO_Init->Mode & RISING_EDGE) == RISING_EDGE)

        {

          temp |= iocurrent;

        }

        EXTI->RTSR = temp;

        temp = EXTI->FTSR;

        temp &= ~((uint32_t)iocurrent);

        if((GPIO_Init->Mode & FALLING_EDGE) == FALLING_EDGE)

        {

          temp |= iocurrent;

        }

        EXTI->FTSR = temp;

      }

    }

  }

}

回过头来，再看一下开启GPIOB时钟，__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); 他是一个很大的宏，把和这个宏有关的都贴上一起分析：

#define __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()    do { \

                                        __IO uint32_t tmpreg = 0x00; \

                                        SET_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOBEN);\

                                        /* Delay after an RCC peripheral clock enabling */ \

                                        tmpreg = READ_BIT(RCC->AHB1ENR, RCC_AHB1ENR_GPIOBEN);\

                                        UNUSED(tmpreg); \

                    } while()

#define SET_BIT(REG, BIT)     ((REG) |= (BIT))

#define  RCC_AHB1ENR_GPIOBEN                 ((uint32_t)0x00000002) 

#define READ_BIT(REG, BIT)    ((REG) & (BIT))

#define UNUSED(x) ((void)(x))   // 避免警告——百度

这个宏，简单一点看，把当作一个函数看一下，执行一次do里面的，把寄存器 AHB1ENR 1位置1，就是使能GPIOB。

　　总结一下IO是使用，想配置一个脚作为普通口用，就要定义一个配置结构体，初始化这个脚所在的口的时钟，然后“填满”它，在把他扔到初始化函数中，到此，就配置好了一个普通的IO口作为输入输出。

巴特西

stm32 HAL库笔记（一）——普通IO口

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