STM32学习（二）GPIO

一些前备知识

两种MOS管

首先，在翻阅一些B站上的视频后，我发现大部分GPIO都讲到了其内部结构，如下图所示：

GPIO

由于本人没学过模电数电，故不了解mos管，查阅后，了解后大致如下：

1.分为p mos和n mos，两种区别仅为底下的半导体不同，P型的是以p型为衬底，N型同理。n型半导体是硅掺5价磷，p掺3价硼。故前者带电子，后者有空穴。

2.n mos管实际上是由两个半导体组成，再加上一个栅格来控制导通（如果没有栅格，则无论正反向均导通不了），栅格通电，吸引电子，挤掉空穴，形成n沟道，导通。p型反之。箭头代表电子移动方向。如图所示：

两种MOS管

3.n mos需要达到一定电压才可导通，p则需要小于一定电压。

上拉电阻和下拉电阻

1.设置上拉电阻，控制默认为高电压，当外部电路为低电压，产生数字信号，读取数据。

2.设置下拉电阻，控制默认为低电压，当外部电路为高电压，产生数字信号，读取数据。

TTL肖特基触发器（施密特触发器）

设置阈值电压，消除电压的波动影响，将图形变化变为数字变化（01变化）。

GPIO的八种模式

（1）模拟输入:直接读取具体电压值，上拉下拉断开

（2）上拉输入：上拉电阻闭合

（3）下拉输入：下拉电阻闭合

（4）复用功能输入：一些外部模块的输出，如串口模块

（5）推挽输出：芯片自身提供电源

推挽和开漏

（6）开漏输出：外接提供电源

（7）复用推挽输出：外设模块，串口、iiic等

（8）复用开漏输出：同上

GPIO相应的HAL库函数

GPIO_Mode_AIN 模拟输入

GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入

GPIO_Mode_IPD 下拉输入

GPIO_Mode_IPU 上拉输入

GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出

GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出

GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出

GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);           #初始IO口状态    	 	 

HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin);                   #重置IO口状态 

HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);                  #读取IO口状态 

HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState);  #设置IO口状态 

*PinState：GPIO 端口输出的状态，可以是 GPIO_PIN_RESET 或 GPIO_PIN_SET     

HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);         		#转换IO口状态      

HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);                   #锁定IO口状态

HAL_Delay()                                                                 #()填毫秒数

实践led点亮/有源蜂鸣器的发音

Cubemx对应引脚设置GPIO_Output,生成代码：

while (1)
 {
   /* USER CODE END WHILE */

   /* USER CODE BEGIN 3 */

     HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState);  #填入你的IO口及对应状态
     HAL_Delay(500);
     HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState);  #填入你的IO口及对应相反状态
     HAL_Delay(500);
				
 }

或者，你可以：

while (1)
 {
   /* USER CODE END WHILE */

   /* USER CODE BEGIN 3 */

    HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);         		  #填入你的IO口及对应状态
     HAL_Delay(500);
				
 }

则可以实现led的闪烁和蜂鸣器的发音。

摁键的控制/光敏传感器的传感

Cubemx对应引脚设置GPIO_INput,生成代码：

while (1)
 {
   /* USER CODE END WHILE */

   /* USER CODE BEGIN 3 */
   
    HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);           #填入你的IO口
    
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)==GPIO_PIN_RESET)
    {
    
       HAL_Delay(10);   #延时消抖     
       
         if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)==GPIO_PIN_RESET)  #简单的摁键消抖
          {
            #摁键/光敏传感器所控制的模块
          }
       
    }
				
 }

注：

光敏模块引脚说明

VCC：电源引脚，接单片机+5V或者3.3V。
GND：地线，接单片机GND。
DO：开关量输出（0或1），模块在无光条件下或光强达不到设定阈值时，DO口输出高电平；当外界环境光强超过设定阈值时，DO输出低电平。
AO：模拟量输出（电压），与单片机AD模块相连，通过AD转换，获得准确数值。（后续中使用PA1引脚作为ADC转换，因此此处接单片机的PA1引脚）

故只能实现光信号简单的控制。