NUCLEO-F412ZG板子上的元器件并沒有完全焊接，除去ST-LINK部分和電源部分后，還有用一個USB主機接口，三個LED燈和兩個按鈕，不過很多功能引腳都已經引到了插針。查看原理圖可發現，由原理圖模塊的5大部分與電源部分組成，即連接端子、ST-LINK、MCU、USB、以太網和電源部分。

電源部分考慮的非常充分，5V有三路輸入，一路是有外部輸入6-15VDC電源經U5（LD1117S50TR）轉為5VDC電源；第二路是USB端口提供的5V電源，同時還有電流限制保護U4（ST890CDR）；第三路則是由外部直接輸入5V電源。默認是選擇的USB口電源輸入，并U6（LD39050PU33R）輸出3.3VDC電源。當然還有ST-LINK部分的電源以及USB主機部分的電源。而且這兩部分也是上述3路5VDC供電。

以太網部分的電路并未焊接。時鐘部分ST-LINK使用了8M的外部晶振（X1），而F412的主時鐘輸入有兩路，一路是從ST-LINK的主控芯片MCO引來，一路也是外界的8M外部晶振（X3）。板子采用的是從MCO引來的時鐘。此外還有一個32.768K的外部晶振（X2）。

在了解了基本電路后，開始編程之旅，使用的開發環境是IAR EWARM7.5。首先使用STM32CubeMX創建一個項目。打開STM32CubeMX出現如下的界面。

點擊“New Project”新建一個項目，彈出新項目對話框：

由于使用的是NUCLEO-F412ZG開發板，所以選擇BoardSelector標簽，并選擇板子的類型為Nucleo144，選擇MCU系列為STM32F4，點擊“OK”按鈕創建項目，出現如下界面：

在第一個項目中我們簡單的利用開發板上提供的按鈕B1來控制開發板上的三個指示燈LD1（綠色）、LD2（藍色）、LD3（紅色）其中：

按鈕B1對應的輸入引腳為：PC13

綠色指示燈LD1對應的引腳為：PB0

藍色指示燈LD2對應的引腳為：PB7

紅色指示燈LD3對應的引腳為：PB14

同時通過引腳PG2來驅動外圍的繼電器電路，這部分電路由自己搭建。原理圖如下：

對于IO的配置可以在STM32CubeMX中完成，將PC13配置為GPIO_EXIT13；將PB0、PB7、PB14與PG2都配置為GPIO_OUTPUT。配置好GPIO引腳的類型后就可以在”Configuration“標簽（如下圖所示）中配置GPIO口了。

在“System“下，選擇GPIO彈出”PinConfiguration“對話框。在對話框中一一配置各個GPIO引腳，在本次中我配置個引腳如下：

完成以上配置后，生成IAR EWARM項目則會在生成的源碼中出現GPIO的配置，源碼如下：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

?

/* GPIO Ports Clock Enable */

__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

?

/*Configure GPIO pin : B1_Pin */

GPIO_InitStruct.Pin = B1_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

HAL_GPIO_Init(B1_GPIO_Port,&GPIO_InitStruct);

?

/*Configure GPIO pins : LD1_Pin LD3_Pin LD2_Pin*/

GPIO_InitStruct.Pin = LD1_Pin|LD3_Pin|LD2_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

?

/*Configure GPIO pins : STLK_RX_Pin STLK_TX_Pin*/

GPIO_InitStruct.Pin = STLK_RX_Pin|STLK_TX_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed =GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;

GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART3;

HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

?

/*Configure GPIO pins : Relay_Ctrl_PinUSB_PowerSwitchOn_Pin */

GPIO_InitStruct.Pin =Relay_Ctrl_Pin|USB_PowerSwitchOn_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);

?

/*Configure GPIO pin : USB_OverCurrent_Pin */

GPIO_InitStruct.Pin = USB_OverCurrent_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

HAL_GPIO_Init(USB_OverCurrent_GPIO_Port,&GPIO_InitStruct);

?

/*Configure GPIO pins : USB_SOF_Pin USB_ID_PinUSB_DM_Pin USB_DP_Pin */

GPIO_InitStruct.Pin = USB_SOF_Pin|USB_ID_Pin|USB_DM_Pin|USB_DP_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed =GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;

GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF10_OTG_FS;

HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

?

/*Configure GPIO pin Output Level */

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LD1_Pin|LD3_Pin|LD2_Pin,GPIO_PIN_RESET);

?

/*Configure GPIO pin Output Level */

HAL_GPIO_WritePin(GPIOG,Relay_Ctrl_Pin|USB_PowerSwitchOn_Pin, GPIO_PIN_RESET);

在硬件配置方面，STM32CubeMX能夠完成全部的基礎工作，我們只需要完成自己的控制邏輯，非常方便。如果設計的好，我們自己學的程序的通用性可以大大提高，極大降低與底層硬件的耦合強度。不過在使用中發現STM32CubeMX似乎與中文操作系統配合得不太好，總是出現全角字符的困擾，估計ST不久會解決。

我的測試邏輯比較簡單，一開始三個指示燈全部亮，繼電器不導通。按鈕B1按一下，LD1滅，再按一下LD2滅，再按一下LD3滅同時繼電器吸合，再按一下三個燈全亮同時繼電器斷開，如此循環。

這部分的源碼實現也比較簡單，首先定義了一個表示狀態的枚舉類型，然后根據不通的狀態定義邏輯操作。

typedef enum

{

? STATE0 =0,

? STATE1,

? STATE2,

? STATE3,

? STATENUM

}STATE;

?

/*邏輯控制的實現*/

void LogicCtrol(void)

{

?GPIO_PinState b1State=HAL_GPIO_ReadPin(B1_GPIO_Port,B1_Pin);

?if(b1State==GPIO_PIN_SET)

? {

???status++;

? }

?if(status>=STATENUM)

? {

???status=STATE0;

? }

?switch(status)

? {

? caseSTATE0:

??? {

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LD1_Pin|LD3_Pin|LD2_Pin, GPIO_PIN_SET);

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, Relay_Ctrl_Pin, GPIO_PIN_RESET);

?????break;

??? }

? caseSTATE1:

??? {

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LD1_Pin, GPIO_PIN_RESET);

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LD3_Pin|LD2_Pin, GPIO_PIN_SET);

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, Relay_Ctrl_Pin, GPIO_PIN_RESET);

?????break;

??? }

? caseSTATE2:

??? {

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LD1_Pin|LD2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LD3_Pin, GPIO_PIN_SET);

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, Relay_Ctrl_Pin, GPIO_PIN_RESET);

?????break;

??? }

? caseSTATE3:

??? {

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LD1_Pin|LD2_Pin|LD3_Pin, GPIO_PIN_RESET);

?????HAL_GPIO_WritePin(GPIOG, Relay_Ctrl_Pin, GPIO_PIN_SET);

?????break;

??? }

? default:

??? {

?????break;

??? }

? }

}

下載到NUCLEO-F412ZG開發板測試，結果與預期一致。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的STM32F412应用开发笔记之二：基本GPIO控制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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