基于STM32综合学习项目结构设计

该项目基于型号STM32F103C8T6，项目的具体内容参考GitHub仓库，根据各个模块来学习对应的功能的实现。

开发GPIO驱动

在开发GPIO模块前，需要对GPIO_TypeDef中的参数有一定的认识。

typedef struct
{
  __IO uint32_t CRL;
  __IO uint32_t CRH;
  __IO uint32_t IDR;
  __IO uint32_t ODR;
  __IO uint32_t BSRR;
  __IO uint32_t BRR;
  __IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;

1. CRL (Configuration Register Low)

• 作用：配置 GPIO 端口的低 8 个引脚（Pin 0 ~ Pin 7）的模式和速度。

• 位域：

  • 每 4 位控制一个引脚：
    • MODEy[1:0]：配置引脚的模式（输入、输出、复用功能、模拟模式）。
    • CNFy[1:0]：配置引脚的输出类型（推挽、开漏、复用功能、模拟模式）。

• 示例：

  • 设置 Pin 0 为推挽输出模式：

    c

    Copy

    GPIOx->CRL &= ~(0xF << 0); // 清除 Pin 0 的配置
    GPIOx->CRL |= (0x3 << 0);  // 设置 Pin 0 为推挽输出模式

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2. CRH (Configuration Register High)

• 作用：配置 GPIO 端口的高 8 个引脚（Pin 8 ~ Pin 15）的模式和速度。

• 位域：

  • 每 4 位控制一个引脚：
    • MODEy[1:0]：配置引脚的模式（输入、输出、复用功能、模拟模式）。
    • CNFy[1:0]：配置引脚的输出类型（推挽、开漏、复用功能、模拟模式）。

• 示例：

  • 设置 Pin 8 为开漏输出模式：

    c

    Copy

    GPIOx->CRH &= ~(0xF << 0); // 清除 Pin 8 的配置
    GPIOx->CRH |= (0x6 << 0);  // 设置 Pin 8 为开漏输出模式

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3. IDR (Input Data Register)

• 作用：读取 GPIO 端口的输入数据。

• 位域：

  • 低 16 位（Bit 0 ~ Bit 15）对应 GPIO 的 16 个引脚。
  • 每个位的值为 0 或 1，表示对应引脚的输入状态。

• 示例：

  • 读取 Pin 5 的输入状态：

    c

    Copy

    uint8_t pinState = (GPIOx->IDR & GPIO_PIN_5) ? 1 : 0;

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4. ODR (Output Data Register)

• 作用：设置 GPIO 端口的输出数据。

• 位域：

  • 低 16 位（Bit 0 ~ Bit 15）对应 GPIO 的 16 个引脚。
  • 每个位的值为 0 或 1，表示对应引脚的输出状态。

• 示例：

  • 设置 Pin 6 输出高电平：

    c

    Copy

    GPIOx->ODR |= GPIO_PIN_6;

  • 设置 Pin 6 输出低电平：

    c

    Copy

    GPIOx->ODR &= ~GPIO_PIN_6;

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5. BSRR (Bit Set/Reset Register)

• 作用：原子地设置或复位 GPIO 引脚。

• 位域：

  • 低 16 位（Bit 0 ~ Bit 15）：设置对应引脚为高电平。
  • 高 16 位（Bit 16 ~ Bit 31）：复位对应引脚为低电平。

• 示例：

  • 设置 Pin 7 为高电平：

    c

    Copy

    GPIOx->BSRR = GPIO_PIN_7;

  • 设置 Pin 7 为低电平：

    c

    Copy

    GPIOx->BSRR = GPIO_PIN_7 << 16;

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6. BRR (Bit Reset Register)

• 作用：复位 GPIO 引脚（设置为低电平）。

• 位域：

  • 低 16 位（Bit 0 ~ Bit 15）：复位对应引脚为低电平。

• 示例：

  • 复位 Pin 9 为低电平：

    c

    Copy

    GPIOx->BRR = GPIO_PIN_9;

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7. LCKR (Configuration Lock Register)

• 作用：锁定 GPIO 端口的配置寄存器（CRL 和 CRH），防止意外修改。

• 位域：

  • 低 16 位（Bit 0 ~ Bit 15）：锁定对应引脚的配置。
  • Bit 16：锁定键（Lock Key），用于确认锁定操作。

• 示例：

  • 锁定 Pin 10 的配置：

    c

    Copy

    GPIOx->LCKR = GPIO_PIN_10 | (1 << 16); // 锁定 Pin 10
    GPIOx->LCKR = GPIO_PIN_10;             // 确认锁定
    GPIOx->LCKR = GPIO_PIN_10 | (1 << 16); // 再次锁定
    uint32_t lockStatus = GPIOx->LCKR;     // 读取锁定状态

引脚初始化

void GPIO_Init_Pin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode, GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    
    /* 使能GPIO时钟 */
    if(GPIOx == GPIOA)
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    else if(GPIOx == GPIOB)
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    else if(GPIOx == GPIOC)
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    else if(GPIOx == GPIOD)
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);
    else if(GPIOx == GPIOE)
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
    
    /* 配置GPIO */
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed;
    GPIO_Init(GPIOx, &GPIO_InitStruct);
}

设置引脚状态