【HAL库】嵌入式思路（一）

1. GPIO

1.1 GPIO引脚分布

引脚主要分为特殊功能的引脚和普通IO引脚；

其中灰色的是普通引脚，可以通过编程控制；

黄色的是特殊功能引脚，无法通过编程控制，具有独特的功能。

VDD VSS用来接电源
VBAT用来接备用电池
BOOT0用来启动模式选择

VDD VSS名字来源：
MOS管中电流从漏极（D）流向源极（S）：

为普通引脚分组为：
GPIOA GPIOB GPIOC GPIOD

1.2 IO的复用和重映射

一个IO引脚可以具备多个不同的功能：

例如如下的引脚，可以选择多个引脚的作用：

单片机上的外设很多引脚会重复，所以为了可以同时使用这些功能，

单片机具有引脚复用的功能，通过复用可以使得多个外设同时工作，

例如下图所示：

复用功能重映射：将冲突的复用功能映射到其他引脚上。

1.3 GPIO的四种输出模式

	推挽	开漏
通用	通用输出推挽	通用输出开漏
复用	复用输出推挽	复用输出开漏

具体的介绍细节可以参考：

https://blog.csdn.net/2301_81230001/article/details/166373728

1.4 GPIO的输出速度

具体的介绍细节可以参考：

https://blog.csdn.net/2301_81230001/article/details/166373728

1.5 GPIO-HAL库编程

首先生成代码模板后：

会在main函数中进行初始化：

如下所示：

c 复制代码

int main(void)
{
  /* 1. HAL库底层初始化 */
  HAL_Init();
  /* USER CODE BEGIN Init */
  // 【时钟未升频！】MCU仍在内部低速时钟，慎用HAL_Delay()
  /* USER CODE END Init */

  /* 2. 配置系统主时钟（HSE/PLL，升到目标主频） */
  SystemClock_Config();
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
  // 【时钟已经配置完成】主频正常，可以使用HAL_Delay()
  /* USER CODE END SysInit */

  /* 3. 所有外设初始化 */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_Init();
  MX_ADC1_Init();
  // ...其他MX_xxx_Init()
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  // 所有外设初始化完毕后，放自己的初始化代码
  /* USER CODE END 2 */

  /* 主循环 */
  while (1)
  {
    /* USER CODE BEGIN 3 */
    
    /* USER CODE END 3 */
  }
}

重点函数的功能：

函数	核心作用	关键限制
HAL_Init()	复位外设、初始化 Flash、SysTick 滴答定时器、设置中断分组	⚠️系统时钟仍是默认低速，不要在这里用串口、ADC 等外设，HAL_Delay 不准
SystemClock_Config()	配置 PLL、AHB/APB 分频，把系统时钟设置为 CubeMX 选定频率	⚠️必须在 HAL_Init 之后，所有 MX 外设初始化之前
MX_GPIO_Init()	开启 GPIO 端口时钟，配置引脚模式：推挽 / 开漏 / 输入 / 复用、上下拉、速率	⚠️必须在 SystemClock_Config 之后，否则 GPIO 外设时钟不生效

1.6 使用bootloader清除程序

如果没有选择调试接口-则单片机默认烧录一次就锁死芯片。

解锁的操作过程可以参考如下链接：

https://docs.baud-dance.com/docs/stm32/FAQ/CompilationFailed

1.7 GPIO四种输入模式

输入模式	核心说明	典型用途	要点
浮空输入（GPIO_NOPULL）	引脚不接上拉/下拉电阻，电平不确定，受外界干扰大	外接自带上下拉的信号	悬空时电平抖动，一般不推荐单独使用
上拉输入（GPIO_PULLUP）	内部接上拉电阻，无外部信号时默认高电平	按键输入（按键一端接GND）	按键按下→低电平；松开→高电平
下拉输入（GPIO_PULLDOWN）	内部接下拉电阻，无外部信号时默认低电平	按键输入（按键一端接VCC）	按键按下→高电平；松开→低电平
模拟输入（GPIO_ANALOG）	关闭数字输入缓冲，引脚进入模拟通道，不读高低电平	ADC采集模拟电压	不能用GPIO_ReadPin读取，只能ADC采样