【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程三—-外部中断(HAL库GPIO讲解)

前言

上一节我们讲解了STM32CubeMX的基本使用和工程的配置，那么这一节我们正式来学习CubeMX配置STM32的各个外设功能了

今天我们会详细的带你学习STM32CubeMX配置外部中断，并且讲解HAL库的GPIO的各种函数，带你学习不一样的STM32

如果还没有配置过工程，请参看上一篇博客 《STM32CubeMX教程二–基本使用(新建工程点亮LED灯)》

那么话不多说，我们开始正式的讲解吧！

准备工作：

1、STM32开发板（我的是STM32F407ZE和STM32F103RC）

2、STM32CubeMx软件、 IDE： Keil软件

3、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库  

4、按键管脚  PA11  PB4   

5   LED管脚 PC4 PC5 PB0 PB1

1新建工程

1.1New Project

• 1 搜索芯片型号
• 2选择芯片
• 3创建工程

1.2设置RCC  

• 1 点击RCC
• 2高速时钟(HSE)选择外部晶振
• 3 软件自动配置管脚

1.3GPIO初始化

LED：4个GPIO_OUTPUT (输出模式)

按键：2个GPIO_EXITx（外部中断模式）

• 1 点击对应管脚
• 2 设置对应模式

GPIO的各种模式设置

• GPIO output level   引脚电平设置   高/低
• GPIO mode   GPIO模式     推挽输出/开漏输出
• GPIO Pull-up/Pull-dowm   上拉下拉电阻      上拉电阻/下拉电阻/无上拉或下拉
• Maxinum output speed   引脚速度设置   低速/中速/高速
• User Label    用户标签   给引脚设置名称  如LED0

这里可以看出看和我们使用库函数的时候配置是一样的，但我们只需要动几下鼠标便可以完成操作，这正是STM32CubeMX的强大之处

GPIO_EXIT的6种模式

我们的按键选择下降沿触发

1.4设置NVIC(嵌套向量中断控制器)

• 1点击NVIC2 勾选EXIT Line
• 2 interrupt 和 EXIT Line[15:12] interrupt 使能中断

1.5时钟源设置

• 1选择外部时钟HSE 8MHz   
• 2PLL锁相环倍频9倍
• 3系统时钟来源选择为PLL
• 4设置APB1分频器为 /2

32的时钟树框图  如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细，超全面)》

1.6项目文件设置

• 1 设置项目名称
• 2 设置存储路径
• 3 选择所用IDE

1.7创建工程文件

然后点击GENERATE CODE  创建工程

随后我们可以在stm32f1xx_it.c中看到我们所配置的中断服务函数  并且可以看到gpio的初始化分到了gpio.c里面

、

我们看到他有一个HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler();函数

Go To Definition 查看一下函数代码

和我们库函数配置差不多，就是清除中断标志位,之后进入中断回调函数中

在HAL库中，中断运行结束后不会立刻退出，而是会先进入相对应的中断回调函数，处理该函数中的代码之后，才会退出中断，所以在HAL库中我们一般将中断需要处理代码放在中断回调函数中，

配置下载工具

新建的工程所有配置都是默认的  我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行

所有自己编写的代码请放在/* USER CODE BEGIN XXX */   /* USER CODE END XXX */之间 

 这样我们修改工程的时候你自己写的代码就不会被删除

HAL库 GPIO函数库讲解

在正常使用中，除了STM32CubeMX配置之外，我们有时候还需要自己配置一些东西，学习并理解HAL库，也是我们必须要学习的一个地方

首先打开stm32f4xx_hal_gpio.h  发现一共定义有8个函数

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);
void HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin);
GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);
void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);

功能： GPIO初始化

实例：HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

void HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin);

功能：在函数初始化之后的引脚恢复成默认的状态，即各个寄存器复位时的值

实例：HAL_GPIO_Init(GPIOC, GPIO_PIN_4);

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

功能：读取引脚的电平状态、函数返回值为0或1

实例：HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_4);

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);

功能：引脚写0或1

实例：HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_4,0);

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

翻转引脚的电平状态   

实例：HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_4);    常用在LED上

HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

功能：锁住引脚电平，比如说一个管脚的当前状态是1，当这个管脚电平变化时保持锁定时的值。

实例：HAL_GPIO_LockPin(GPIOC, GPIO_PIN_4);    

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin);

功能：  外部中断服务函数，清除中断标志位

实例：HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_4);    

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);

功能：  中断回调函数，可以理解为中断函数具体要响应的动作。

实例：HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_PIN_4);    

GPIO_InitTypeDef结构体定义

typedef struct
{
  uint32_t Pin;       /*!<   选择引脚
                           */

  uint32_t Mode;      /*!< 设置引脚模式
                            */

  uint32_t Pull;      /*!< 引脚是否上拉或下拉
                           */

  uint32_t Speed;     /*!< 设置引脚速度
                            */
} GPIO_InitTypeDef;

同时，不管是标准库还是HAL库，都是基于寄存器开发的，寄存器编程在哪个库都是适用的

GPIO的相关配置寄存器

STM32的每组GPIO口包括7个寄存器。也就是说，每个寄存器可以控制一组GPIO的16个GPIO口。这7个寄存器分别为：

GPIOx_CRL：端口配置低寄存器（32位）
GPIOx_CRH：端口配置高寄存器（32位）
GPIOx_IDR：端口输入寄存器（32位）
GPIOx_ODR：端口输出寄存器（32位）
GPIOx_BSRR：端口位设置/清除寄存器（32位）
GPIOx_BRR：端口位清除寄存器（16位）
GPIOx_LCKR：端口配置锁存寄存器（32位）

具体我们这里就不讲了，篇幅有限，可以到《STM32中文参考手册》中查看
 

关于GPIO的八种模式请参看 《STM32 GPIO八种模式及工作原理详解》

按键消抖：

/**
  * 函数功能: 按键外部中断回调函数
  * 输入参数: GPIO_Pin：中断引脚
  * 返 回 值: 无
  * 说    明: 无
  */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  if(GPIO_Pin==KEY1_GPIO_PIN)
  {
  
    if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO,KEY1_GPIO_PIN)==KEY1_DOWN_LEVEL)
    {
      BEEP_TOGGLE;
      LED1_ON;
      LED2_ON;
      LED3_ON;
    }
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(KEY1_GPIO_PIN);
  }
  else if(GPIO_Pin==KEY2_GPIO_PIN)
  {

    if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO,KEY2_GPIO_PIN)==KEY2_DOWN_LEVEL)
    {
      BEEP_TOGGLE;
      LED1_OFF;
      LED2_OFF;
      LED3_OFF;
    }
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(KEY2_GPIO_PIN);
  }
}