医用单片机开发教程 - 第03章-实验2 GPIO与LED闪烁实验

1第3章：实验2GPIO与LED闪烁实验——卓越工程师培养系列——2

通过学习LED电路原理图、STM32系统架构与存储器组织，以及GPIO功能框图、寄存器和固件库函数，基于医疗电子单片机高级开发系统设计一个流水灯程序，使得医疗电子单片机高级开发系统上编号为LD0的绿色LED每500ms闪烁一次。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义1.实验内容3GPIO与LED闪烁实验涉及的硬件包括1个位于F429核心板上的绿色LED（编号为LD0），以及与LD0串联的限流电阻R11，LD0的正极通过1kΩ电阻连接到3V3电源网络，LD0的负极直接连接到STM32F429IGT6芯片的PC13引脚，如下图所示。P13为低电平时，LD0点亮，PC13为高电平时，LD0熄灭。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.1LED电路原理图4《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.2STM32系统架构5《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.3STM32存储器映像6《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.4GPIO功能框图7输出相关寄存器

输出相关的数据寄存器包括端口位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）以及端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）。可以通过更改GPIOx_ODR中的值，达到更改GPIO引脚电平的目的。比如，要将GPIOx_ODR[0]更改为1，将GPIOx_ODR[14]更改为0，可以先读GPIOx_ODR的值到一个临时变量地址（temp），然后再将temp[0]更改为1，将temp[14]更改为0，最后将temp写入GPIOx_ODR，如下图所示。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.4GPIO功能框图8输出相关寄存器

这种“读-改-写”方式效率不仅低，而且操作繁杂，为了简化操作，提升效率，STM32新增了端口位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）。GPIOx_BSRR[30]为1表示将GPIOx_ODR[14]从1更改为0，GPIOx_BSRR[0]为1表示将GPIOx_ODR[0]从0更改为1，GPIOx_BSRR的其他位为0表示不需要更改其他GPIOx_ODR对应位的值。通过GPIOx_BSRR修改GPIOx_ODR的过程如下图所示。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.4GPIO功能框图9本实验涉及的GPIO寄存器包括端口模式寄存器（GPIOx_MODER）、端口输出类型寄存器（GPIOx_OTYPER）、端口输出速度寄存器（GPIOx_OSPEEDR）、端口上拉/下拉寄存器（GPIOx_PUPDR）、端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）、端口置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR）。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.5GPIO部分寄存器10本实验涉及的GPIO固件库函数包括GPIO_Init、GPIO_WriteBit和GPIO_ReadOutputDataBit。GPIO_Init函数的功能是设定A、B、C、D、E、F、G、H、I端口的任一个引脚的输入/输出的配置信息；GPIO_WriteBit函数的功能是设置或清除所选定端口的特定位；GPIO_ReadOutputDataBit函数的功能是读取指定外设端口的指定引脚的输出值。《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义2.实验原理2.6GPIO部分固件库函数11步骤1：复制并编译原始工程 步骤2：添加LED文件对步骤3：完善LED.h文件步骤4：完善LED.c文件步骤5：完善GPIO与LED闪烁实验应用层步骤6：编译及下载验证3.实验步骤《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义12

基于医疗电子单片机高级开发系统，编写程序实现每5秒切换LD0闪烁频率，初始状态为400ms点亮/400ms熄灭，第二状态为200ms点亮/200ms熄灭，第三状态为100ms点亮/100ms熄灭，第四状态为50ms点亮/50ms熄灭，按照“初始状态→第二状态→第三状态→第四状态→初始状态”循环执行，两个相邻状态之间的间隔为1秒。4.本章任务《医用单片机开发实用教程-基于STM32F4》-配套讲义131.简述GPIO都有哪些工作模式。2.GPIO都有哪些寄存器，MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR的功能是什么？3.计算GPIOE->BSRR的绝对地址。4.GPIO_Init函数的作用是什么？该函数具体操作了哪些寄存器？5.如何通过RCC->AHB1ENR使能GPIOA端口时钟，且其他模块时钟状态不变