STM32 Study Note

層級	方式	示例	難度	適合人群
高級	HAL 庫（CubeMX 默認(rèn)）	`HAL_GPIO_WritePin()`	?	新手入門
中級	LL 庫（Low Layer）	`LL_GPIO_SetOutputPin()`	??	進(jìn)階者
底層	直接寄存器	`GPIOA->ODR = (1 << 5);`	???	高級用戶

名稱	含義
GPIOA	代表 GPIOA 端口
ODR	Output Data Register，輸出數(shù)據(jù)寄存器
1 << 5	把第 5 位（PA5）置 1
`	= `

HAL_Init();
SystemClock_Config();   // 已由 CubeMX 自動生成 72MHz 配置
MX_GPIO_Init();
while (1)
{
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);   // 設(shè)置高電平
  HAL_Delay(500);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); // 設(shè)置低電平
  HAL_Delay(500);
}

GPIO 初始化MX_GPIO_Init()

系統(tǒng)時鐘SystemClock_Config()

CubeMX 中配置外部時鐘 + GPIO 步驟

項目	當(dāng)前設(shè)置值	含義 & 作用
GPIO output level	High	初始化時的默認(rèn)輸出電平，上電時默認(rèn)輸出高電平（VDD）
GPIO mode	Output Push Pull	輸出推挽模式（標(biāo)準(zhǔn)輸出）
GPIO Pull-up/Pull-down	Pull-up	內(nèi)部上拉電阻，使引腳在懸空時為高電平（對輸出口其實不起作用）
Maximum output speed	Medium	GPIO 切換速度為中等（約 10 MHz）
User Label	LED	給這個引腳設(shè)置標(biāo)簽（可讀性提升）

官方定義說明（STM32 HAL 中）：

#define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001)  // 1 << 0
#define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002)  // 1 << 1
...
#define GPIO_PIN_15                ((uint16_t)0x8000)  // 1 << 15

注意這些宏是 uint16_t 類型，所以最多只能表達(dá) 16 位（即 PIN_0~15）。

GPIOA->ODR |= (1 << pin) 置高，或 GPIOA->ODR &= ~(1 << pin) 置低

31 … 16	15 … 0
復(fù)位位 Reset Bits	設(shè)置位 Set Bits

低 16 位（0~15 bit）：將對應(yīng)引腳置高電平（寫 1 有效）
高 16 位（16~31 bit）：將對應(yīng)引腳置低電平（寫 1 有效）

操作	寫入值	說明
設(shè)置 PA5 為高電平	GPIOA->BSRR = (1<<5)	低 16 位 Bit5 寫 1
設(shè)置 PA5 為低電平	GPIOA->BSRR = (1<<21)	高 16 位 Bit5 寫 1（5+16）

GPIOx->BSRR = GPIO_PIN_0;  // 置 GPIOx 的第 0 引腳為高電平
GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16u;

ODR 修改需要讀 → 改 → 寫，中斷過程中可能打斷寫入操作。
BSRR 寫入是一次完成、原子操作，不會影響其他引腳，適合高實時場景（如中斷、RTOS）

while (1)
{
    GPIOA->BSRR = (1 << 5);           // PA5 = 高
    HAL_Delay(500);                   // 延時 500ms
    GPIOA->BSRR = (1 << (5 + 16));    // PA5 = 低
    HAL_Delay(500);                   // 延時 500ms
}

for i in range(16):
    led_high = 1 << i
    led_low  = 1 << (i + 16)
    print(f"GPIO_PIN_{i:>2}:  SET=0x{led_high:08X}  RESET=0x{led_low:08X}")

Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Inc/stm32f1xx_hal_gpio.h

宏定義名	說明
`GPIO_MODE_INPUT`	輸入模式（默認(rèn)懸浮）
`GPIO_MODE_OUTPUT_PP`	推挽輸出（能主動拉高+拉低）
`GPIO_MODE_OUTPUT_OD`	開漏輸出（只能拉低）
`GPIO_MODE_AF_PP`	推挽復(fù)用功能（如 UART TX）
`GPIO_MODE_AF_OD`	開漏復(fù)用功能（如 I2C）
`GPIO_MODE_ANALOG`	模擬模式（ADC）
`GPIO_MODE_IT_RISING`	上升沿中斷輸入
`GPIO_MODE_IT_FALLING`	下降沿中斷輸入
`GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING`	雙邊沿中斷輸入

MX_GPIO_Init() 函數(shù)

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();  //使能 GPIOA 時鐘

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽輸出模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);      //初始化 PA5

開漏模式：LED 長腳（正極）連 GPIO 短腳（負(fù)極）連電阻 → GND

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;   // 開漏輸出模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;           // 內(nèi)部上拉電阻啟用
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

時鐘選項

選項	含義	用于哪些功能	是否必須
HSE (High Speed Clock)	高速外部時鐘，通常為外接 8MHz 晶振	主系統(tǒng)時鐘（SYSCLK）、串口、USB、定時器等較精準(zhǔn)時鐘	? 推薦開啟（大部分板子通常帶 8MHz 晶振）
LSE (Low Speed Clock)	低速外部時鐘，常為 32.768KHz 晶體	用于 RTC 實時時鐘、低功耗定時、日歷功能等	? 通常不需要（除非你用到 RTC）

光敏電阻模塊引腳

引腳名	功能
A0	模擬輸出（可選）
GND	地線
D0	數(shù)字輸出（高/低電平）
VCC	電源（一般 3.3V 或 5V）

有源蜂鳴器模塊引腳

蜂鳴器引腳	說明	連接到 STM32 小板
VCC	電源（3.3V 或 5V）	3.3V 或 5V（建議用 5V）
GND	地	GND
I/O	控制引腳（低電平觸發(fā)）	比如 PA0（GPIO 輸出）

有源蜂鳴器模塊接線（低電平觸發(fā)型）

蜂鳴器模塊引腳	說明	接 STM32 小板
VCC	電源	5V（或 3.3V）
GND	地	GND
I/O	控制輸入	PA0（輸出）

光敏電阻模塊接線（數(shù)字輸出 DO）

光敏模塊引腳	說明	接 STM32 小板
VCC	電源（建議 5V）	5V
GND	地	GND
D0	數(shù)字信號輸出（高/低）	PA1（輸入）
A0	模擬輸出（可忽略）	不接或接 ADC

#include "main.h"

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();

  while (1)
  {
    // 如果檢測到低電平，說明環(huán)境變暗
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
    {
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); // 蜂鳴器響
    }
    else
    {
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET); // 蜂鳴器關(guān)閉
    }

    HAL_Delay(100); // 稍作延時
  }
}

繼電器吸合：

#define RELAY_ON()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET) // 低電平吸合
#define RELAY_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET)   // 高電平斷開

RELAY_ON();   // 吸合
HAL_Delay(1000);
RELAY_OFF();  // 斷開
HAL_Delay(1000);

posted @ 2025-08-12 12:58 huh&uh 閱讀(14) 評論(0) 收藏舉報

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