HAL+M4学习记录_3

一、HAL库开发框架

记录HAL学习过程

1.1 CMSIS

CMSIS（Cortex微控制器软件接口标准），用于提供用户和硬件间的接口，用户通过CMSIS标准对Cortex微控制器内部寄存器单元进行读写

1.2 HAL库

HAL（硬件抽象层）为降低直接操作寄存器的成本，推出HAL库，使用HAL库函数完成对寄存器的读写

1.3 基于CMSIS的应用程序开发框架

基于CMSIS的应用程序开发框架可分为三层

用户程序层：用户自定义的应用程序文件
设备驱动层：HAL库资源
CMSIS层：内核相关文件、外设寄存器和中断向量定义层

1.4 编译过程文件

MDK编译过程文件

.o文件：可重定向文件
.axf文件：可执行对象文件
.hex文件：用于下载
.map文件：列表文件，用于分析程序存储占用情况
其他：一般用不到

二、GPIO

2.1 功能简介

输入模式
- 浮空输入
  IC内部上下拉电阻均断开，完全取决于外部电路。
- 上拉输入
  IC内部上拉电阻使能、下拉电阻断开，在输入高电平信号或无输入信号时，读取到的是高电平；在输入低电平信号时，读取到的是低电平。
- 下拉输入
  IC内部上拉电阻断开、下拉电阻使能，在输入低电平信号或无输入信号时，读取到的是低电平；在输入高电平信号时，读取到的是高电平。
- 模拟输入
  外部信号不经过施密特触发器，直接连接内部ADC，输入信号电压范围是 V R E F − ≤ V I N ≤ V R E F + V_{REF-}\leq V_{IN}\leq V_{REF+} VREF−≤VIN≤VREF+
输出模式
- 开漏输出
  开漏电路相当于一个MOS管的漏极，要得到高电平必须外接上拉电阻，由外部高电平提供驱动能力，可减少IC内部驱动；未接外部上拉电阻时只能输出低电平；可将多个开漏输出连接在一条线上，通过一只上拉电阻实现线与功能。
- 推挽输出
  推挽电路是两个参数相同的三极管或MOS管以推挽方式组成，工作时每次只有一个开关管导通，既可以向负载灌电流 ，也可以从负载抽电流，使用IC内部高电平，具有电压驱动能力。
- 复用开漏输出
  不作为普通IO使用，而是由内部设备直接驱动，特征同开漏输出。
- 复用推挽输出
  不作为普通IO使用，而是由内部设备直接驱动，特征同推挽输出。

2.2 HAL库配置GPIO

在文件stm32f4xx_hal_gpio.c中提供了GPIO初始化函数和去初始化函数以及操作函数。系统在上电后，引脚默认状态是模拟模式，要使用这一驱动按以下步骤

通过函数__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()使能AHB时钟
通过函数HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)初始化GPIO
通过函数HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin)去初始化GPIO
通过函数HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)读取引脚电平
通过函数HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)设置引脚电平

三、通过GPIO点亮LED

这里给出点亮板载电路，两个LED分别在PA6和PA7引脚

这里给出驱动代码

.c文件如下

c 复制代码

/*
*********************************************************************************************************
*	                                   Func Statement
*
*	板载两颗LED，LED1是PA6引脚，LED2是PA7引脚，低电平点亮，高电平熄灭
*********************************************************************************************************
*/
#include "bsp.h"
/* private define */
#define LED_GPIO_CLK_ALLENABLE()	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()

#define GPIO_PIN_LED1				GPIO_PIN_6
#define GPIO_PIN_LED2				GPIO_PIN_7

/*
**********************************************************************************
*   @brief   配置板载LED 	
*   @param	 None
*   @return	 None
*   @use	  	
**********************************************************************************
*/
void bsp_InitLed()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
	/* 开启GPIO端口时钟 */
	LED_GPIO_CLK_ALLENABLE();
	
	/* 初始熄灭LED */
	bsp_LedOff(1);
	bsp_LedOff(2);
	
	/* 配置LED */
	GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	
	GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_LED1 | GPIO_PIN_LED2;
	HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

/*
**********************************************************************************
*   @brief    点亮指定LED
*   @param	  __no：LED序号，范围 1 - 2
*   @return	  None
*   @use	  	
**********************************************************************************
*/
void bsp_LedOn(uint8_t __no)
{
	if(__no == 1)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_LED1, GPIO_PIN_RESET);
	}
	else if(__no == 2)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_LED2, GPIO_PIN_RESET);
	}
}

/*
**********************************************************************************
*   @brief    熄灭指定LED
*   @param	  __no：LED序号，范围 1 - 2
*   @return	  None
*   @use	  	
**********************************************************************************
*/
void bsp_LedOff(uint8_t __no)
{
	if(__no == 1)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_LED1, GPIO_PIN_SET);
	}
	else if(__no == 2)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_LED2, GPIO_PIN_SET);
	}
}

/*
**********************************************************************************
*   @brief    翻转指定LED
*   @param	  __no：LED序号，范围 1 - 2
*   @return	  None
*   @use	  	
**********************************************************************************
*/
void bsp_LedToggle(uint8_t __no)
{
	if(__no == 1)
	{
		GPIOA->ODR ^= GPIO_PIN_LED1;
	}
	else if(__no == 2)
	{
		GPIOA->ODR ^= GPIO_PIN_LED2;
	}
}

.h文件如下

c 复制代码

#ifndef __BSP_LED_H
#define __BSP_LED_H

/* public statement */
void bsp_InitLed();
void bsp_LedOn(uint8_t __no);
void bsp_LedOff(uint8_t __no);
void bsp_LedToggle(uint8_t __no);

#endif

main文件如下

c 复制代码

#include "bsp.h"

/* public statement */
static void PrintInfo();

/* public define */
uint32_t sys_clk = 0;

int main()
{
	bsp_Init();
	//PrintInfo();			/* 打印开发板信息 */
	while(1)
	{
		bsp_LedOff(1);
		bsp_LedOn(2);
		bsp_DelayMs(200);
		bsp_LedOn(1);
		bsp_LedOff(2);
		bsp_DelayMs(1000);
	}
}