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STM32CubeMX系列之GPIO教程(stm32 gpio_write)

liuian 2025-07-21 15:54 22 浏览

教程目标

  • 使用 STM32CubeMX 配置 STM32F407ZGT6 的 GPIO 引脚为输入和输出模式。
  • 实现 LED 闪烁程序。
  • 通过按键控制 LED 的开关状态。
  • 使用 STM32CubeIDE 编写和调试代码。

准备工作

  1. 硬件: STM32F407ZGT6开发板(如STM32F4野火霸天虎开发板)。 LED和按键, J-Link 调试器。 USB 数据线(用于供电和调试)。
  2. 软件: STM32CubeMX(最新版本,ST 官网下载)。 STM32CubeIDE(最新版本,ST 官网下载)。 STM32CubeF4 固件包(在 STM32CubeMX 中自动下载或从 ST 官网获取)。
  3. 硬件连接: LED:负极接电阻连接引脚 PF6,PF7,PF8,正极接3.3V。 按键:一端接 PA0,PC13,另一端接 3.3V。



步骤 1:创建新项目

  1. 打开 STM32CubeMX: 启动 STM32CubeMX,点击 File > New Project。 在 MCU Selector 中搜索并选择 STM32F407ZGT6。 点击 OK 创建项目。
  2. 选择外部高速晶振(HSE)
  1. 选择按键和LED引脚,PA0,PC13为按键输入管脚,选择GPIO_INPUT模式。PF6,PF7,PF8为LED输出控制管脚,选择GPIO_OUTPUT模式。配置 LED 引脚(输出): 在 Pinout View 中,找到 PF6,PF7,PF8。 左键点击 PF6,PF7,PF8,选择 GPIO_Output。 在 Configuration > GPIO 中,选择 PF6,PF7,PF8,设置: GPIO mode: Output Push Pull(推挽输出)。 GPIO Pull-up/Pull-down: pull-downMaximum output speed: Low(低速,适合 LED)。 User Label: 输入 LED_R、LED_G、LED_B(方便代码识别)。 点击 Apply
  1. 点击Clock Configuration配置系统时钟为168M最高速度。Pinout & Configuration 选项卡,点击 System Core > RCC。设置 High Speed Clock (HSE)Crystal/Ceramic Resonator(STM32F4野火霸天虎开发板使用25MHz 外部晶振)。切换到 Clock Configuration 选项卡: 设置 HCLK 为 168 MHz(STM32F407 的最大主频)。 配置 PLL:输入 25 MHz(HSE),设置 PLL_M = 25,PLL_N = 336,PLL_P = 2,得到 168 MHz。 确认后按 Enter 保存。

步骤 2:生成代码

  1. 项目设置: 点击 Project Manager 选项卡。 设置项目名称(KEY_LED)和保存路径。 选择 Toolchain/IDESTM32CubeIDE。 勾选 Generated peripheral initialization as a pair of '.c/.h' files per IP
  2. 生成代码: 点击 Generate Code。 STM32CubeMX 生成项目文件后,点击 Yes 打开 STM32CubeIDE。

步骤 3:编写代码

  1. 打开 STM32CubeIDE: 项目自动加载,打开 Core > Src > main.c
  2. 实现 LED 闪烁: 在 main.c 的 /* USER CODE BEGIN 3 */ 和 /* USER CODE END 3 */ 之间的 while(1) 循环中添加:
	  HAL_GPIO_TogglePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin); // 切换 LED 状态
	  HAL_GPIO_TogglePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin); // 切换 LED 状态
	  HAL_GPIO_TogglePin(LED_B_GPIO_Port, LED_B_Pin); // 切换 LED 状态
	  HAL_Delay(500); // 延时 500ms

3.实现按键控制 LED: 替换 while(1) 循环中的代码为:

 if (HAL_GPIO_ReadPin(SW1_GPIO_Port, SW1_Pin) == GPIO_PIN_SET) {
	      HAL_GPIO_WritePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin, GPIO_PIN_SET); // 按下点亮
	  } else {
	      HAL_GPIO_WritePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin, GPIO_PIN_RESET); // 松开熄灭
	  }

步骤 4:编译与烧录

  1. 编译项目: 在 STM32CubeIDE 中点击 Build(锤子图标)。
  2. 连接硬件: 使用 USB 线连接STM32F4野火霸天虎开发板(或 J-Link 连接自定义板)。 确保设备被识别。
  3. 烧录程序: 点击 Run > Run 或调试按钮(绿色播放图标)。 程序烧录后,LED 将根据按键状态点亮/熄灭,或以 500ms 间隔闪烁(取决于代码)。
  4. 测试: 按下 PA0 按键,LED 应点亮;松开后熄灭。 若实现闪烁功能,LED 每 500ms 切换状态。

步骤 6:高级配置(可选)

  1. 多 LED 配置: STM32F4野火霸天虎开发板板有3个 LED(PD12 绿色,PD13 橙色,PD14 红色,PD15 蓝色)。 在 STM32CubeMX 中将 PF6PF7PF8配置为 GPIO_Output,并命名为 LED_R、LED_G、LED_B。 修改代码实现多 LED 流水灯效果:
while (1) {
    HAL_GPIO_WritePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin, GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(200);
    HAL_GPIO_WritePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin, GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(200);
    HAL_GPIO_WritePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(LED_B_GPIO_Port, LED_B_Pin, GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(200);
    HAL_GPIO_WritePin(LED_B_GPIO_Port, LED_B_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
  1. 外部中断(按键触发): 在 STM32CubeMX 中,将 PA0 配置为 GPIO_EXTI0。 在 NVIC 选项卡启用 EXTI line 0 interrupt。 在 main.c 中实现中断回调:
/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
    if (GPIO_Pin == SW1_Pin) {
        HAL_GPIO_TogglePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin); // 按键按下切换 LED 状态
    }
}
/* USER CODE END 4 */
  1. 移除 while(1) 循环中的按键检测代码,中断将自动处理。
  2. GPIO 模式选择推挽输出:适合驱动 LED。 开漏输出:适合 I2C 或需要外部上拉的场景。 输入上拉/下拉:根据按键电路选择,避免浮空状态。

注意事项

  • 引脚冲突:确保所选引脚未被其他外设占用(查看 STM32F407ZGT6 数据手册或 CubeMX 的引脚视图)。
  • 电源:STM32F4野火霸天虎开发板通过 USB 供电,若使用外部 LED,确保电流不超过引脚限制(通常 20mA)。
  • 调试:使用 STM32CubeIDE 的调试模式,设置断点观察 GPIO 状态。

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