Zmyu's Blog

6-1TIM定时中断

发表于 2025-12-29
本文字数： 2.1k 阅读时长 ≈ 17 分钟

TIM简介

•TIM（Timer）定时器
•定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断
•16位计数器、预分频器、自动重装寄存器的时基单元，在72MHz计数时钟下可以实现最大59.65s的定时
•不仅具备基本的定时中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能
•根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型

定时器类型

类型	编号	总线	功能
高级定时器	TIM1、TIM8	APB2	拥有通用定时器全部功能，并额外具有重复计数器、死区生成、互补输出、刹车输入等功能
通用定时器	TIM2、TIM3、TIM4、TIM5	APB1	拥有基本定时器全部功能，并额外具有内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等功能
基本定时器	TIM6、TIM7	APB1	拥有定时中断、主模式触发DAC的功能

•STM32F103C8T6定时器资源：TIM1、TIM2、TIM3、TIM4
不同的型号，定时器的数量一般是不同的。操作一个外设之前，要查询是否有这个外设。

基本定时器

预分频器、自动重装载寄存器、CNT计数器共同构成了基本的计数计时单元，这块电路叫时基单元。
预分频器之前，连接的是基准计数时钟的输入，来到控制器。
由于基本定时器只能选择内部时钟，所以可以认为直接连到内部时钟CK_INT，内部时钟来自RCC的TIMxCLK，这里的频率值一般是系统的主频72MHz。
因此通向时基单元的计数基准频率为72MHz

预分频器对72MHz的计数时钟进行分频，比如预分频器寄存器写0，就是不分频，或者是1分频。此时输入频率=输出频率=72MHz。
如果预分频器写1，那就是2分频，输出频率=输入频率/2=36MHz。
写2，为3分频，输出频率=输入频率/3=24MHz。
（预分频器的值和实际的分频系数差1，实际分频系数=预分频器+1，预分频器是16位的，最大值为65535，也就是65536分频）

计数器对分频后的计数时钟进行计数，计数时钟每有一个上升沿，计数器的值+1，最大值是65535。超过65535，变为0。

自动重装寄存器存的是写入的计数目标。
在运行时，计数值不断自增，自动重装值是固定的目标，当计数值和自动重装值相等时，代表时间到了。
会产生中断信号，并且清零计数器。

主模式触发DAC模式，可以让内部硬件在不受到程序控制的情况下自动运行（可以减轻CPU负担）。
在使用DAC时，会用DAC输出一段波形，每隔一段时间触发依次DAC，让它输出下一个电压点。（定时器的更新不需要通过中断来触发DAC转换，只需要把更新时间通过主模式映射到TRGO，再通过TRGO触发DAC。无需软件参与）

基本定时器计时，只能向上计数。

通用定时器

通用定时器框图中，中间的部分和基本定时器是一样的。

通用定时器和高级定时器除了向上计数，还支持向下计数和中央对其模式。
（向下计数模式，就是从重装值开始，向下自减，直到0，回到重装值并且申请中断）
（中央对其模式，就是从0开始，向上自增，计数到重装值，申请中断，然后再向下自减，减到0，再申请中断）
通常使用向上计数模式，其他模式使用少。

上面部分是内外时钟选择和主从触发模式的结构。
对于基本定时器，定时只能选择系统内部时钟，即系统频率72MHz。
通用定时器还可以选择外部时钟。
第一个外部时钟是来自TIMx_ETR引脚上的外部时钟，即在PA0上接一个外部方波时钟，然后配置内部的极性选择、边沿检测和预分频电路，在配置输入滤波电路，可以对外部时钟进行整形。
滤波后的信号，分为2路，一路去ETRF进入触发控制器，可以选择作为时基单元的时钟。这一路叫外部时钟模式2。另一路去TRGI，用作触发输入来使用，可以触发定时器的从模式，叫做外部时钟模式1。

ITR信号的时钟信号来自其他定时器，实现定时器级联。

TI1F_ED，连接的是输入捕获单元的CH1引脚，也就是从CH1引脚获得时钟，上升沿和下降沿都有效，这个时钟还能通过TI1FP1和TI2FP2来获得。

对于时钟，通常使用内部的72MHz时钟，如果要使用外部时钟，首选ETR引脚外部时钟模式2的输入。

右下角可以用于输出PWM波形，驱动电机，左侧是输入捕获电路，有4个通道，对应CH1到CH4引脚。可以用于测输入方波的频率。
中间的捕获/比较寄存器，是输入捕获和输出比较电路公用的，输入捕获和输出比较不能同时使用，因此寄存器共用，引脚共用。

高级定时器

增加重复次数计数器，可以实现每隔几个计数周期，才发生一次更新时间和更新中断。（相当于对输出的更新信号做一次分频）

定时中断基本结构

预分频器时序

•计数器计数频率：CK_CNT = CK_PSC / (PSC + 1)

计数器时序

•计数器溢出频率：CK_CNT_OV = CK_CNT / (ARR + 1)= CK_PSC / (PSC + 1) / (ARR + 1)

计数器无预装时序

计数器有预装时序

5-2对射式红外传感器计次&旋转编码器计次

发表于 2025-12-28
本文字数： 3.9k 阅读时长 ≈ 33 分钟

对射式红外传感器计次

CountSensor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

uint16_t CountSensor_Count;

void CountSensor_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//开启AFIO外设
	//EXTI和NVIC外设为默认开启，无需手动开启
	//配置GPIO外设
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入，默认高电平
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	//配置AFIO外设
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//下降沿触发
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
	//配置NVIC
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//整个芯片只执行一次，即整个工程只运行一次此代码
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

uint16_t CountSensor_Get(void)
{
	return CountSensor_Count;
}

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET)
	{
		CountSensor_Count++;//触发中断，加1
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);//清除中断
	}
}

mian.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"


int main(void)
{
	OLED_Init();//初始化OLED
	CountSensor_Init();//初始化传感器
	OLED_ShowString(1,1,"Count:");
	
	while(1)
	{
		OLED_ShowNum(1,7,CountSensor_Get(),5);//调用CountSensor_Get()函数，得到计次值
	}
}

旋转编码器计次

Encoder.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

int16_t Encoder_Count;

void Encoder_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//开启AFIO外设
	//EXTI和NVIC外设为默认开启
	//配置GPIO外设
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入，默认高电平
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	//配置AFIO外设
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource0);
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource1);
	
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1;
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
	//配置NVIC
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//整个芯片只执行一次，即整个工程只运行一次此代码
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

int16_t Encoder_Get(void)
{
	int16_t Temp;
	Temp = Encoder_Count;
	Encoder_Count = 0;
	return Temp;
}

void EXTI0_IRQHandler(void)//反转
{
	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)
	{
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0)
		{
			Encoder_Count--;
		}
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
	}
}

void EXTI1_IRQHandler(void)//正传
{
	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)
	{
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0) == 0)
		{
			Encoder_Count++;
		}
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
	}
}

5-1EXTI外部中断

发表于 2025-12-27
本文字数： 1.1k 阅读时长 ≈ 10 分钟

•中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行。

•中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源。（紧急可以把优先级设高，不紧急可以设低）

•中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回。（把中断程序再次中断）

STM32中断

•68个可屏蔽中断通道，包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设

•使用NVIC统一管理中断，每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级，可对优先级进行分组，进一步设置抢占优先级和响应优先级

NVIC基本结构

用来统一分配中断优先级和管理中断。
NVIC根据每个中断的优先级。（类似叫号系统）

NVIC优先级分组

•NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位（0~15）决定，这4位可以进行切分，分为高n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级

•抢占优先级高的可以中断嵌套，响应优先级高的可以优先排队，抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队

一般紧急：响应优先级类似插队（后来但是先处理）
更紧急：抢占优先级，中断现在处理的任务，先处理。

分组方式	抢占优先级	响应优先级
分组0	0位，取值为0	4位，取值为0~15
分组1	1位，取值为0~1	3位，取值为0~7
分组2	2位，取值为0~3	2位，取值为0~3
分组3	3位，取值为0~7	1位，取值为0~1
分组4	4位，取值为0~15	0位，取值为0

值越小，优先级越高。

EXTI简介

•EXTI（Extern Interrupt）外部中断

•EXTI可以监测指定GPIO口的电平信号，当其指定的GPIO口产生电平变化时，EXTI将立即向NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU执行EXTI对应的中断程序（引脚电平变化，申请中断）

•支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发

•支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同时触发中断（比如PA0和PB0不能同时用，端口Pin一样的）

•通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒

触发响应方式：中断响应/事件响应
中断响应：申请中断，让CPU执行中断函数。
事件响应：触发事件，外部中断信号不会通向CPU，而是通向其他外设，比如出发ADC转换、DMA等。

AFIO复用IO口

•AFIO主要用于引脚复用功能的选择和重定义

•在STM32中，AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射、中断引脚选择

EXTI框图

Keil调试模式

发表于 2025-12-24
本文字数： 256 阅读时长 ≈ 2 分钟

电机放大镜d按钮，进入调试模式。

红色框住的窗口，是C语言翻译成的汇编程序。
绿色窗口，是寄存器组和状态标志位信息。
粉色窗口，为C语言程序。

上图为程序运行控制栏。
依次为复位、全速运行、停止全速运行。
单步运行、跳过当前行单步运行、跳出当前函数单步运行、跳到光标指定位置单步运行。

这个按钮是符号窗口，在这里可以查看到所有寄存器的值。

想要看某个寄存器的值，可以右键，添加到观察栏。

这里可以看到所有外设信息，比如选择GPIOA，就可以看到GPIOA外设所有寄存器。
ODR寄存器是输出寄存器，ODR0，就是PA0的输出寄存器。

4-2OLED显示屏

发表于 2025-12-24
本文字数： 1.8k 阅读时长 ≈ 15 分钟

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"


int main(void)
{
	OLED_Init();
	OLED_ShowChar(1,1,'A');
	OLED_ShowString(1,3,"Hello World!");
	OLED_ShowNum(2,1,12345,5);
	OLED_ShowSignedNum(2,7,-66,2);
	OLED_ShowHexNum(3,1,0xAA55,4);
	OLED_ShowBinNum(4,1,0xAA55,16);
	//OLED_Clear();
}

为什么在OLED（I2C接口）驱动中，推挽输出模式（PP）能正常工作，而开漏输出模式（OD）不能，即使I2C协议标准要求开漏输出?

因为OLED模块内部可能没有上拉电阻，或者上拉电阻的阻值过大。

1. I2C协议与开漏输出的标准配置

理论上：I2C总线是一个多主多从、双向、半双工的串行总线。它通过两条线通信：
- SDA（串行数据线）：传输数据。
- SCL（串行时钟线）：提供时钟信号。
开漏输出（Open-Drain）的原理：
- 在OD模式下，GPIO引脚内部的MOSFET只能将线路拉低到地（GND），或者高阻态释放。
- 它无法主动输出高电平（VCC）。
- 线路上的高电平必须依靠外部上拉电阻将电压拉至VCC。
为什么I2C标准要求开漏输出？
- 防止总线冲突：如果多个设备同时向总线输出，一个输出高（推挽），一个输出低（开漏），会造成短路。开漏模式只能拉低，不能主动拉高，避免了电源间的直接冲突，实现了“线与”功能。
- 电平兼容：不同设备的供电电压可能不同（如3.3V和5V）。只要上拉电阻接到合适的电压，开漏模式可以方便地进行电平转换。
- 总线可以双向通信：SDA线需要被主机和从机共同驱动。开漏模式使得任何一方都可以安全地拉低线路。

2. 你的实际情况：为什么OD不工作，PP却工作？

OD模式不工作（无显示）：
- 当你的PB8/PB9配置为开漏输出时，单片机只能将SDA/SCL线拉低。
- 当单片机释放总线（输出高电平）时，引脚处于高阻态。此时，线路上的电压完全依赖于外部上拉电阻。
- 如果你的OLED模块没有集成上拉电阻，或者电阻值非常大（例如>100kΩ），那么上拉能力极弱。 导致的结果是：
  1. 时钟线SCL无法上升到稳定的高电平：时钟信号失真，OLED无法正确识别时钟边沿。
  2. 数据线SDA的高电平建立缓慢：在高速通信下，电平还没升到逻辑“1”就被采样了，导致数据错误。
  3. 总体表现：I2C通信失败，初始化或数据传输都无法完成，屏幕自然没有任何显示。用逻辑分析仪或示波器看，会看到波形“爬坡”非常缓慢，幅值不足。
PP模式正常工作：
- 当配置为推挽输出时，GPIO内部有PMOS和NMOS两个MOSFET。
- 输出高电平时，PMOS导通，直接连接到VDD（3.3V），主动驱动线路为高电平。
- 输出低电平时，NMOS导通，将线路拉低到地。
- 在这种情况下，即使总线上没有外部上拉电阻，单片机也能靠自身强力输出稳定的高电平和低电平，保证了通信波形的完整性，因此OLED可以正常初始化和显示。

结论：根本原因是你使用的硬件电路（单片机板+OLED模块）组合缺少了I2C总线必需的外部上拉电阻。

解决方案（从优到次）：

最佳实践 - 添加上拉电阻并改回OD模式：
- 在 PB8（SCL）和 PB9（SDA） 各自连接到 VCC（3.3V） 的线上，添加一个4.7kΩ - 10kΩ的电阻。
- 将GPIO模式改回 GPIO_MODE_OUTPUT_OD （开漏输出）。
- 这是最标准、最安全、最兼容I2C协议的做法。它允许总线被多个设备驱动，也符合电平规范。
临时方案 - 继续使用PP模式（不推荐长期使用）：
- 如果你只是单个主机驱动单个OLED从机，并且没有其他设备挂载到这两根线上，推挽模式在短期内可以“凑合用”。
- 严重缺点：
  - 破坏了I2C的“线与”特性，不能再挂载其他I2C设备，否则有短路风险。
  - 如果OLED模块内部有弱上拉，可能会形成电流冲突，长期可能损坏器件。
  - 代码移植到标准硬件上可能反而出问题。

4-1OLED调试工具

发表于 2025-12-23
本文字数： 252 阅读时长 ≈ 2 分钟

函数	作用
OLED_Init();	初始化
OLED_Clear();	清屏
OLED_ShowChar(1, 1, ‘A’);	显示一个字符
OLED_ShowString(1, 3, “HelloWorld!”);	显示字符串
OLED_ShowNum(2, 1, 12345, 5);	显示十进制数字
OLED_ShowSignedNum(2, 7, -66, 2);	显示有符号十进制数字
OLED_ShowHexNum(3, 1, 0xAA55, 4);	显示十六进制数字
OLED_ShowBinNum(4, 1, 0xAA55, 16);	显示二进制数字

3-4按键控制LED & 光敏传感器控制蜂鸣器

发表于 2025-12-22
本文字数： 2.6k 阅读时长 ≈ 22 分钟

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);//用来读取输入数据寄存器某一个位的输入值
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);//读取整个输入数据寄存器
uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);//用来读取输出数据寄存器某一个位的输入值
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);//读取整个输出数据寄存器

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "delay.h"
#include "LED.h"
#include "key.h"

uint8_t KeyNum;//这里定义的是全局变量，和key.c中定义的局部变量是不一样的
int main(void)
{
	LED_Init();
	KEY_Init();
	while(1)
	{
		KeyNum = Key_GetNum();
		if(KeyNum == 1)
		{
			LED1_Turn();
		}
		else if(KeyNum == 2)
		{
			LED2_Turn();
		}
	}
}

LED.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void LED_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2);
}

void LED1_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}
void LED1_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
}
void LED1_Turn(void)
{
	if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1) == 0)//读取PA1的值，类似LD=，做判断用
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
	}
}
void LED2_ON(void)
{
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
}
void LED2_OFF(void)
{
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
}
void LED2_Turn(void)
{
	if(GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2) == 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
	}
}

key.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
void KEY_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//ÒòÎªÒª¶ÁÈ¡°´¼ü£¬Ñ¡ÔñÉÏÀÊäÈë
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_11;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

uint8_t Key_GetNum(void)
{
	uint8_t KeyNum = 0;
	if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0 )
	{
		Delay_ms(20);//延时20ms因为会抖动
		while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0)
		{
			Delay_ms(20);
			KeyNum = 1;
		}
	}
	if ( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11) == 0 )
	{
	Delay_ms(20);
	while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_11) == 0)
	{
		Delay_ms(20);
		KeyNum = 2;
	}
	}
	return KeyNum;
}

3-3GPIO输入

发表于 2025-12-22
本文字数： 199 阅读时长 ≈ 2 分钟

按键：常见的输入设备，按下导通，松手断开。
按键抖动：由于按键内部使用的是机械式弹簧片进行通断的，所以在按下和松手的瞬间会伴随有一连串的抖动。

传感器模块：传感器元件（光敏电阻/热敏电阻/红外接收管等）的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定值电阻分压即可得到模拟电压输出，再通过电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出。

一般按键使用下接的方式，和LED的接法类似，是习惯和规范。

3-2LED闪烁&LED流水灯&蜂鸣器

发表于 2025-12-20
本文字数： 2.7k 阅读时长 ≈ 23 分钟

LED闪烁

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "delay.h"
int main(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	while(1)
	{
		//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
		//Delay_ms(500);
		//GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
		//Delay_ms(500);
		//GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_SET);
		//Delay_ms(500);
		//GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_RESET);
		//Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,(BitAction)0);
		Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,(BitAction)1);
		Delay_ms(500);
	}
}

(BitAction)0为强制类型转换，把1和0类型转换为BitAction的枚举类型。
LED无论是长脚插在PA0口（高电平），还是短脚插在PA0口（低电平），都会闪烁，说明：在推挽模式下，高低电平都有驱动能力。

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
改为GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
只能短脚插在PA0，灯会闪烁。长脚插PA0，灯灭。
说明开漏模式的高电平是没有驱动能力的，相当于高阻态。

LED流水灯

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "delay.h"
int main(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	while(1)
	{
		GPIO_Write(GPIOA,~0x0001);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA,~0x0002);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA,~0x0004);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA,~0x0008);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA,~0x0010);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA,~0x0020);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA,~0x0040);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
		GPIO_Write(GPIOA,~0x0080);//0000 0000 0000 0001
		Delay_ms(500);
	}
}

蜂鸣器

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "delay.h"
int main(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	while(1)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		Delay_ms(100);
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		Delay_ms(100);
		GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		Delay_ms(700);
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		Delay_ms(100);
	}
}

GPIO输出

发表于 2025-12-20
本文字数： 1.4k 阅读时长 ≈ 12 分钟

GPIO简介

•GPIO（General Purpose Input Output）通用输入输出口
•可配置为8种输入输出模式
•引脚电平：0V~3.3V，部分引脚（FT）可容忍5V
•输出模式下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等
•输入模式下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等

GPIO基本结构

在STM32中，所有GPIO挂载在APB2总线。
每个GPIO有16个引脚，编号从0-15。

在每个GPIO模块中，主要包含寄存器和驱动器，内核通过APB2总线对内核进行读写。
输出寄存器写1，对应的引脚输出高电平，写0，输出低电平。
输入寄存器写1，对应端口目前为高电平，写0，为低电平。
这个寄存器的低16位对应端口，高16位没有使用。

GPIO位结构

上面是输入部分，下面为输出部分。

输入部分：

I/O引脚，两个保护二极管，主要是对输入电压进行限幅的。
输入驱动和器连接上拉电阻和下拉电阻。上拉电阻连接VDD，下拉电阻连接VSS。开关通关程序进行配置。如果上面导通，下面断开，为上拉输入模式，如果上面断开，下面导通，为下拉输入模式，如果都断开，为浮空输入模式。
TTL肖特基触发器（施密特触发器），对输入电压进行整形。如果输入电压大于某一阈值，输出为高电平。输入电压小于某一阈值，输出为低电平。
经过施密特触发器整形的波形，可以直接写入数据寄存器。
上面的2路输入，连接到片上外设。模拟输入，连接到ADC上。为模拟量，在施密特触发器前面。
复用功能输入，连接到其他需要读取端口的外设上。为数字量，在施密特触发器后面。

输出部分

数字部分由输出寄存器或片上外设控制。
选择输出寄存器控制，就是普通的IO口输出。写这个数据寄存器的某一位可以操作端口。
经过输出控制，接到2个MOS管，可以选择推挽、开漏或关闭3种模式。

在推挽输出模式下，P-MOS和N-MOS均有效。
数据寄存器为1时，上管导通，下管断开。输出接到VDD，输出高电平。
数据寄存器为0时，下官导通，上管断开，输出接到VSS，输出低电平。
在推挽输出模式下，STM32对IO口有绝对控制权。

在开漏输出模式下，P-MOS无效，只有N-MOS工作。
数据寄存器为1时，下管断开，输出相当于断开，为高阻模式。
数据寄存器为0时，下管导通，输出直接接到VSS，输出低电平。
这种模式下，只有低电平有驱动能力，高电平没有驱动能力。
开漏模式可以作为通讯协议的驱动方式，比如I2C通信。
开漏模式还可以输出5V电平的信号。

在关闭模式下，两个MOS管都无效，输出关闭，端口的电平由外部信号控制。

GPIO模式

•通过配置GPIO的端口配置寄存器，端口可以配置成以下8种模式

模式名称	性质	特征
浮空输入	数字输入	可读取引脚电平，若引脚悬空，则电平不确定
上拉输入	数字输入	可读取引脚电平，内部连接上拉电阻，悬空时默认高电平
下拉输入	数字输入	可读取引脚电平，内部连接下拉电阻，悬空时默认低电平
模拟输入	模拟输入	GPIO无效，引脚直接接入内部ADC
开漏输出	数字输出	可输出引脚电平，高电平为高阻态，低电平接VSS
推挽输出	数字输出	可输出引脚电平，高电平接VDD，低电平接VSS
复用开漏输出	数字输出	由片上外设控制，高电平为高阻态，低电平接VSS
复用推挽输出	数字输出	由片上外设控制，高电平接VDD，低电平接VSS