1.GPIO点灯与跑马灯

GPIO是通用输入输出（General Purpose Input/Output）的缩写，它是微控制器（如STM32）和许多其他类型的嵌入式系统中使用的一种数字接口。GPIO引脚可以被配置为输入模式或输出模式，用于与外部设备进行交互。

GPIO的主要功能包括：

1. 数字输入：当配置为输入模式时，GPIO引脚可以读取外部信号的状态，通常是高电平（1）或低电平（0）。例如，可以用来检测按键是否被按下。

2. 数字输出：当配置为输出模式时，GPIO引脚可以输出高电平或低电平到外部设备。例如，可以用来控制LED灯的亮灭。

3. 上拉/下拉电阻：GPIO引脚可以配置内部上拉或下拉电阻，以确保引脚在没有连接任何设备时保持在已知的状态。

4. 推挽输出：推挽输出模式允许GPIO引脚输出高电平和低电平，适用于驱动能力要求较高的情况。

5. 开漏输出：开漏输出模式的GPIO引脚只能输出低电平，要输出高电平需要外部上拉电阻。这种模式常用于多个设备共享同一条通信线路的情况，如I2C总线。

6. 复用功能：在某些微控制器中，GPIO引脚除了可以作为普通的数字输入输出外，还可以被复用为其他外设的功能引脚，如UART接收/发送、SPI通信等。

7. 模拟输入：在某些微控制器中，GPIO引脚也可以被配置为模拟输入，用于读取模拟信号，但这通常需要引脚连接到ADC（模拟数字转换器）。

GPIO的配置通常包括：

• 引脚号：指定要操作的GPIO引脚。
• 模式：设置引脚为输入、输出、上拉输入、下拉输入、推挽输出或开漏输出等。
• 速度：设置引脚的工作速度，如10MHz、50MHz等。
• 上拉/下拉：选择是否启用内部上拉或下拉电阻。
• 输出类型：设置为推挽输出或开漏输出。
• 功能：如果引脚被用作复用功能，需要选择相应的外设功能。

在编程时，GPIO的配置和操作通常通过微控制器的固件库或直接操作硬件寄存器来实现。

在STM32标准外设库中，GPIO点灯和走马灯的实现通常涉及以下步骤：

1. GPIO初始化 ：首先需要配置GPIO引脚的模式（推挽输出、开漏输出等）、速度和引脚本身。这通常通过填充一个GPIO_InitTypeDef结构体并调用GPIO_Init()函数来完成。

2. 时钟使能 ：在配置GPIO之前，需要确保相应的GPIO端口时钟已经使能，这可以通过调用RCC_APB2PeriphClockCmd()或RCC_AHB1PeriphClockCmd()等函数来实现。

3. 控制引脚输出 ：通过写入GPIO_BSRR或GPIO_ODR寄存器来控制引脚的输出电平，从而控制LED的亮灭。

以下是一个简单的点灯和走马灯的示例代码：

点灯示例：

#include "stm32f10x.h"

void GPIO_Configuration(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); // 使能GPIOC的时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; // 选择引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 速度为50MHz
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOC

    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // PC13输出高电平，点亮LED
}

int main(void) {
    GPIO_Configuration(); // 配置GPIO
    while(1) {
        // 自己可以添加其他代码！！！
    }
}

跑马灯示例 ：

在STM32标准外设库中实现走马灯效果，通常有以下几种方法：

方法一：使用GPIO库函数

这是最基础的方法，通过库函数直接操作GPIO引脚。

#include "stm32f10x.h"

void GPIO_Configuration(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); // 使能GPIOC的时钟

    // 设置GPIO的模式为推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}

int main(void) {
    uint16_t led_mask = 0x0001; // 初始化LED掩码
    GPIO_Configuration(); // 配置GPIO

    while(1) {
        // 循环移动LED掩码
        GPIO_Write(GPIOC, led_mask);
        led_mask <<= 1;
        if(led_mask > 0x8000) led_mask = 0x0001;
        Delay(1000000); // 延时，具体时间根据实际情况调整
    }
}

这种方法简单直观，但可能会占用大量的CPU时间，因为它通常使用延时来控制LED的点亮时间。

方法二：使用定时器中断

通过定时器中断服务函数来切换LED的状态，这样可以更精确地控制时间，同时释放CPU资源去做其他任务。

#include "stm32f10x.h"

volatile uint8_t led_state = 0; // 定义一个volatile变量来存储LED的状态

void TIM3_Configuration(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); // 使能TIM3的时钟

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 8399; // 定时器自动重装载值
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 9999; // 定时器时钟预分频数
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE); // 使能TIM3更新中断
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); // 使能TIM3

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; // 定时器3中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void TIM3_IRQHandler(void) {
    if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) {
        TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update); // 清除TIM3更新中断标志
        // 在这里切换LED状态
        GPIOC->ODR ^= GPIO_Pin_13; // 切换GPIOC的第13个引脚（假设LED连接在此引脚）
    }
}

void GPIO_Configuration(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); // 使能GPIOC的时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; // 选择引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 速度为50MHz
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOC
}

int main(void) {
    GPIO_Configuration(); // 初始化GPIO
    TIM3_Configuration(); // 初始化TIM3

    while(1) {
        // 主循环中可以添加其他的内容！！！
    }
}

在中断服务函数中切换LED状态，可以实现非常精确的时间控制。

方法三：使用DMA

当需要同时控制多个LED时，可以使用DMA来减轻CPU的负担。

#include "stm32f10x.h"

#define LED_BUFFER_SIZE 8 // 假设我们要控制8个LED

// 定义LED缓冲区
uint32_t led_buffer[LED_BUFFER_SIZE];

// DMA初始化配置
void DMA_Configuration(void) {
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

    // 使能DMA1时钟
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

    // 初始化DMA1_Channel1
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&GPIOC->ODR;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)led_buffer;
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST;
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = LED_BUFFER_SIZE;
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
    DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

    // 使能DMA1_Channel1
    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
}

// GPIO初始化配置
void GPIO_Configuration(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); // 使能GPIOC的时钟

    // 设置GPIO的模式为推挽输出
    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_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}

int main(void) {
    // 初始化GPIO
    GPIO_Configuration();
    // 初始化DMA
    DMA_Configuration();

    while(1) {
        // 更新led_buffer数组来改变LED的状态
        // 例如，创建一个走马灯效果
        for (uint32_t i = 0; i < LED_BUFFER_SIZE; i++) {
            led_buffer[i] = (1 << i);
        }

        // ！！！自己可以添加一些延时或者等待某个条件来刷新LED状态
        // 这里简单使用延时函数来示例
        for (uint32_t delay = 0; delay < 500000; delay++) {
            // 延时循环，实际应用中应使用更精确的延时方法
        }

        // 如果需要，可以在这里禁用并重新启用DMA来更新LED状态
        DMA_Cmd(DMA1_Channel1, DISABLE);
        DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);
    }
}

上面的代码案列仅供参考，具体实现可能需要根据实际硬件和需求进行调整。