這次是針對(duì)NUCLEO_L552ZE_Q開(kāi)發(fā)板的第三次評(píng)測(cè)貼，上次的帖子介紹了如何在Windows平臺(tái)上搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境，既然環(huán)境已經(jīng)準(zhǔn)備好了，接下來(lái)我們就要開(kāi)始動(dòng)手寫程序測(cè)試了（寫程序是不會(huì)寫的，這輩子都不會(huì)寫程序的，因?yàn)橛?a target="_blank">STM32CubeMX），是的，STM32CubeMX把基本的程序框架都寫好了，對(duì)于基本的測(cè)試，只需敲幾行字母就行了，真是懶人的必備，哈哈哈。

廢話不多說(shuō)，相信許多玩過(guò)單片機(jī)的朋友都知道，拿到一款單片機(jī)，寫程序的第一步無(wú)非就是GPIO口的輸出輸入功能，輸出功能就是點(diǎn)亮一盞LED，輸入功能就是按鍵掃描，那接下來(lái)我們就遵守這一不成文的規(guī)定，先從GPIO口的輸出輸入功能入手。

評(píng)測(cè)內(nèi)容

1、新建MDK-ARM工程，使用STM32CubeMX新建一個(gè)工程；

2、GPIO口電平輸出功能，控制NUCLEO_L552ZE_Q開(kāi)發(fā)板上的紅色LED燈閃爍；

3、GPIO口電平輸入功能，使用NUCLEO_L552ZE_Q開(kāi)發(fā)板上的USER BUTTON按鍵控制紅色LED燈閃爍的頻率大小。

新建MDK-ARM工程

在開(kāi)始之前，我們還需要了解一些如何使用STM32CubeMX新建一個(gè)工程的知識(shí)。

01 新建目錄

在電腦的磁盤上新建一個(gè)文件夾，這個(gè)文件夾并不是工程目錄，至于工程目錄是哪個(gè)，稍后會(huì)說(shuō)。注意，文件件的名稱，上級(jí)名稱，上上級(jí)名稱等，就是整個(gè)路徑，一定不能含有中文！半個(gè)中文都不能有！不信你可以試試。為了演示，我就隨便建個(gè)名為“Demo”的文件夾，如下圖。

02 新建STM32CubeMX工程

1、打開(kāi)STM32CubeMX，鼠標(biāo)左鍵單擊“New Project”中的“ACCESS TO MCU SELECTOR”，

2、在彈出的“New Project from a MCU/MPU”窗口中的左側(cè)的搜索框中輸入你需要的單片機(jī)型號(hào)，我這里輸入“STM32L552ZE”，

3、然后在左下角的“MCUs/MPUs List”中選擇所需要的單片機(jī)型號(hào)，我這里選擇STM32L552ZET6Q，雙擊單片機(jī)型號(hào)，

4、彈出窗口問(wèn)你是否使用TrustZone，我選擇No，然后就創(chuàng)建了一個(gè)STM32CubeMX工程。

03 配置STM32CubeMX工程

1、設(shè)置工程屬性，點(diǎn)擊STM32CubeMX工程窗口上方的“Project Manager”選項(xiàng)，在最左邊選項(xiàng)切換到“Project”，

2、在“Project Location”中選擇在第一步的時(shí)候創(chuàng)建的文件夾，

3、在“Project Name”中填入工程名（不能是中文），填入的工程名就是這個(gè)工程的根目錄，路徑如藍(lán)色框所示，

4、在“Toolchain / IDE”中選擇“MDK-ARM”，其他保持默認(rèn)即可，具體如下圖所示，

5、最左邊選項(xiàng)切換到“Code Generator”，在右邊的“STM32Cube MCU packages an embedded software packs”中有三個(gè)選項(xiàng)，意思分別為拷貝全部的庫(kù)文件到工程目錄中、僅拷貝需要的庫(kù)文件到工程目錄中、僅在工程文件中引用需要的庫(kù)文件（庫(kù)文件放在STM32CubeMX的安裝目錄中），我選擇第二項(xiàng)，

6、設(shè)置時(shí)鐘屬性，點(diǎn)擊STM32CubeMX工程窗口上方的“Project Manager”選項(xiàng)，在“HCLK(MHz)”中輸入需要的時(shí)鐘頻率，按回車鍵，在彈出的提示中選擇Ok便可，我輸入STM32L552ZET6Q的最大時(shí)鐘頻率：110MHz，其他的保持默認(rèn)：內(nèi)部高速時(shí)鐘16MHz和內(nèi)部低速時(shí)鐘32KHz，

7、配置點(diǎn)亮LED燈的GPIO，NUCLEO_L552ZE_Q開(kāi)發(fā)板上共有三盞LED燈，分別為紅綠藍(lán)三色，根據(jù)原理圖提供的信息，紅綠藍(lán)三盞等分別接在了單片機(jī)的PA9、PC7和PB7引腳，我選擇了最經(jīng)典的紅色LED，在“Pinout & Configuration”中使用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊單片機(jī)模型上的PA9引腳（右側(cè)從上往下數(shù)第8個(gè)引腳），在小窗口中選擇“GPIO_Output”，至此，STM32CubeMX工程就配置好了。

04 保存STM32CubeMX工程

點(diǎn)擊上方菜單中的“File”，選擇“Save Project”即可。

05 生成MDK-ARM工程

鼠標(biāo)左鍵單擊右上方的“GENERATE CODE”，軟件便可根據(jù)之前的配置自動(dòng)生成一個(gè)代碼工程，如果在第一步中創(chuàng)建的目錄中有中文，在這一部生成代碼工程的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示，導(dǎo)致工程創(chuàng)建失敗，因此需要特別注意。

GPIO口電平輸出功能：點(diǎn)亮一盞LED燈 01 了解一下工程的目錄結(jié)構(gòu)

irvers：存放STM32的固件庫(kù)以及ARM公司提供的CMSIS庫(kù)，通常情況下不需要修改里面的文件內(nèi)容；

inc：存放用戶編寫的.h文件，文件內(nèi)容可修改；

MDK-ARM：存放MDK的工程文件，以及STM32的啟動(dòng)文件，文件內(nèi)容通常情況下不需要修改；

src：存放用戶編寫的.c文件，文件內(nèi)容可修改。

02

D在MDK-ARM文件夾內(nèi)，雙擊打開(kāi).uvprojx后綴的工程文件，不需要改動(dòng)，直接鏈接一遍，看是否有問(wèn)題，結(jié)果0錯(cuò)誤、0警告。

03

打開(kāi)main.c文件，找到主函數(shù)main()，在主函數(shù)的while循環(huán)內(nèi)添加如下代碼，意思為每隔500ms對(duì)PA9引腳進(jìn)行電平取反操作，讓紅色LED燈閃爍。

04 配置目標(biāo)屬性

1、電機(jī)窗口上方的魔術(shù)棒，彈出配置窗口；

2、切換到“Debug”選項(xiàng)；

3、選擇調(diào)試器，我使用ST-Link Debugger；

4、電機(jī)左側(cè)的“Settings”

5、在彈出的窗口中切換到“Flash Download”選項(xiàng)，勾選“Reset and Run”，使得將程序燒錄到單片機(jī)后就會(huì)自動(dòng)復(fù)位并運(yùn)行程序。

6、點(diǎn)擊“確定”、“OK”確認(rèn)修改后，再次編譯鏈接工程，0錯(cuò)誤0警告。

05 燒錄程序

1、使用一根Micro USB數(shù)據(jù)線鏈接電腦與開(kāi)發(fā)板上的ST-Link USB-A口，如果還沒(méi)安裝驅(qū)動(dòng)，可查看我上一期的帖子，末尾有附件，如果開(kāi)發(fā)板上的LD4亮紅色，LD6亮綠色，說(shuō)明連接正常。

2、電機(jī)MDK軟件左上角的下載按鈕，開(kāi)始將程序下載到單片機(jī)上運(yùn)行。

3、觀察運(yùn)行情況，紅色LED燈開(kāi)始閃爍，說(shuō)明GPIO口能夠正常輸出高低電平。

GPIO口電平輸入功能：按鍵掃描 01 重新生成MDK-ARM工程

將MDK-ARM工程關(guān)閉，根據(jù)原理圖知道開(kāi)發(fā)板上的USER按鍵連接在單片機(jī)的PC13引腳，回到STM32CubeMX工程，在“Pinout & Configuration”中使用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊單片機(jī)模型上的PC13引腳（芯片模型的左側(cè)從上往下數(shù)第7個(gè)引腳），在小窗口中選擇“GPIO_Input”，保存STM32CubeMX工程并且點(diǎn)擊“GENERATE CODE”重新生成代碼。

02 實(shí)現(xiàn)按鍵掃描代碼

1、打開(kāi)MDK-ARM工程，在main.c源文件的主函數(shù)實(shí)現(xiàn)代碼的開(kāi)頭添加如下代碼，聲明兩個(gè)局部變量。

2、在主函數(shù)的while循環(huán)內(nèi)添加如下代碼，實(shí)現(xiàn)按鍵掃描和LED閃爍功能。

3、修改完之后，編譯鏈接一遍代碼，將代碼燒錄到開(kāi)發(fā)板上，用手按開(kāi)發(fā)板左下方的USER按鍵，觀察紅色LED的閃爍頻率變化情況，實(shí)際情況如下：

仿位帶操作：實(shí)現(xiàn)與51單片機(jī)一樣的IO口操作方法

使用過(guò)正點(diǎn)原子Cortex_M3或者Cortex_M4系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)板的朋友都應(yīng)該接觸過(guò)位帶操作功能，在Cortex_M3權(quán)威指南（中文）中的第5.5節(jié)有如下介紹

在CM3中，有兩個(gè)區(qū)中實(shí)現(xiàn)了位帶。其中一個(gè)是SRAM區(qū)的最低1MB范圍，第二個(gè)則是片內(nèi)外設(shè)區(qū)的最低1MB范圍。這兩個(gè)位帶中的地址除了可以像普通的RAM一樣使用外，它們還都有自己的“位帶別名區(qū)”，位帶別名區(qū)把每個(gè)比特膨脹成一個(gè)32位的字。當(dāng)你通過(guò)位帶別名區(qū)訪問(wèn)這些字時(shí)，就可以達(dá)到訪問(wèn)原始比特的目的。

文中所述的位帶區(qū)與位帶別名區(qū)有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系

STM32單片機(jī)的GPIO口地址就在片內(nèi)外設(shè)區(qū)的最低1MB范圍內(nèi)，意思就是能夠通過(guò)位帶別名區(qū)中的每一個(gè)地址，操作到對(duì)應(yīng)的片內(nèi)外設(shè)區(qū)的外設(shè)寄存器中的一個(gè)bit，往位帶別名區(qū)中的地址寫1，則對(duì)應(yīng)的片內(nèi)外設(shè)區(qū)的外設(shè)寄存器中的相應(yīng)位就會(huì)置1，讀取位帶別名區(qū)中的地址的值，就會(huì)返回對(duì)應(yīng)的片內(nèi)外設(shè)區(qū)的外設(shè)寄存器中的相應(yīng)位的值，GPIO口的每一個(gè)Pin的電平就是由ODR寄存器中的每一個(gè)位來(lái)控制，以及通過(guò)IDR寄存器中的一個(gè)位來(lái)獲取一個(gè)Pin的電平。但是，我查找過(guò)Cortex_M33的手冊(cè)，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這個(gè)位帶別名區(qū)，也就是Cortex_M33沒(méi)有位帶操作功能，但我可以通過(guò)自定義一個(gè)位域結(jié)構(gòu)體來(lái)實(shí)現(xiàn)類似的操作，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

typedef struct

{

uint16_t OD0 : 1;

uint16_t OD1 : 1;

uint16_t OD2 : 1;

uint16_t OD3 : 1;

uint16_t OD4 : 1;

uint16_t OD5 : 1;

uint16_t OD6 : 1;

uint16_t OD7 : 1;

uint16_t OD8 : 1;

uint16_t OD9 : 1;

uint16_t OD10 : 1;

uint16_t OD11 : 1;

uint16_t OD12 : 1;

uint16_t OD13 : 1;

uint16_t OD14 : 1;

uint16_t OD15 : 1;

} ODR_TypeDef;

#define PAin(n) ( ( GPIOA->IDR&(1 << (n)) )>>n )

#define PBin(n) ( ( GPIOB->IDR&(1 << (n)) )>>n )

#define PCin(n) ( ( GPIOC->IDR&(1 << (n)) )>>n )

#define PDin(n) ( ( GPIOD->IDR&(1 << (n)) )>>n )

#define PEin(n) ( ( GPIOE->IDR&(1 << (n)) )>>n )

#define PFin(n) ( ( GPIOF->IDR&(1 << (n)) )>>n )

#define PGin(n) ( ( GPIOG->IDR&(1 << (n)) )>>n )

#define PAout(n) ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOA->ODR)))->OD##n )

#define PBout(n) ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOB->ODR)))->OD##n )

#define PCout(n) ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOC->ODR)))->OD##n )

#define PDout(n) ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOD->ODR)))->OD##n )

#define PEout(n) ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOE->ODR)))->OD##n )

#define PFout(n) ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOF->ODR)))->OD##n )

#define PGout(n) ( ((ODR_TypeDef *)(&(GPIOG->ODR)))->OD##n )

可將此代碼封裝到一個(gè)頭文件內(nèi)供調(diào)用，使用方法同正點(diǎn)原子的源碼一樣。

總結(jié)

可見(jiàn)，在STM32CubeMX的幫助下，實(shí)現(xiàn)一些基礎(chǔ)的功能代碼還是比較方便的，加之有HAL固件庫(kù)的支持，無(wú)論單片機(jī)的底層寄存器如何變化，HAL固件庫(kù)都已經(jīng)統(tǒng)一封裝成一致的函數(shù)名，使用起來(lái)也非常方便。本次測(cè)試的GPIO口操作，主要使用到了兩個(gè)函數(shù)：HAL_GPIO_TogglePin和HAL_GPIO_ReadPin，兩個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)也比較簡(jiǎn)單，都是直接操作寄存器：

本次我們介紹了GPIO口的使用，由于篇幅已經(jīng)太多了，花了一天時(shí)間才寫完，等下次有空再介紹其他一些基本的功能。