摘自：STM32F103五分鐘入門系列（一）跑馬燈（庫函數+寄存器）+加編程模板+GPIO總結
作者：自信且愛笑‘
發布時間： 2021-04-28 21:17:40
網址：https://blog.csdn.net/Curnane0_0/article/details/116158776

學習板：STM32F103ZET6

跑馬燈實驗

• 前言
• 一、GPIO
• • 1、GPIO種類
  • 2、GPIO輸入輸出的8種模式：
  • 3、模式用途
• 二、點亮LED（庫函數版）
• • 1、庫函數的由來
  • 2、點亮LED庫函數版編寫順序
  • • 1、GPIO_Init(）
    • 2、RCC_APB2PeriphClockCmd（）
    • 3、將配置函數放在led.c和led.h文件
• 三、點亮LED（寄存器版本）
• • 1、新建工程、添加led文件
  • 2、配置時鐘
  • 3、GPIO配置
  • 4、主函數代碼編寫
• 附1 PXout（）與PXin（）

前言

本來準備先總結一下GPIO、幾種輸入輸出模式以及配置方法、寄存器種類、時鐘及分頻等，但是想了想，還是算了，一步步的來，到時候用到再總結吧 ，不然前面總結了，后面用到還得回顧。

至于前面的安裝庫、安裝軟件、Keil中添加文件等，就不在總結了，因為這些根本并不需要記的，新手可以去跟著視頻走一遍。學習過程中，不用每次都自己去新建工程，直接將官方給的模板拷過來，修改一下文件夾名稱即可。

一、GPIO

1、GPIO種類

本博板子STM32F103ZET6共有7組IO口，每組16個，共16×7=112個，分別為：
GPIOA——>PA0、PA1、PA2…PA15
GPIOB——>PB0、PB1、PB2…PB15
.
.
.
GPIOG——>PG0、PG1、PG2、…PG15

2、GPIO輸入輸出的8種模式：

程序中標識模式

GPIO_Mode_AIN	模擬輸入
GPIO_Mode_IN_FLOATING	浮空輸入
GPIO_Mode_IPD	下拉輸入
GPIO_Mode_IPU	上拉輸入
GPIO_Mode_Out_OD	開漏輸出
GPIO_Mode_Out_PP	推挽輸出
GPIO_Mode_AF_OD	復用開漏輸出
GPIO_Mode_AF_PP	復用推挽輸出

3、模式用途

1、 GPIO_Mode_AIN ：模擬輸入
一般用于ADC模擬輸入

2、GPIO_Mode_IN_FLOATING ：浮空輸入
可用于按鍵KEY實驗、發送接收信號RX、TX等，不過這些實驗可以不用浮空輸入，如KEY用到上拉和下拉

3、GPIO_Mode_IPD：下拉輸入
4、GPIO_Mode_IPU：上拉輸入
IO內部上拉電阻、下拉電組輸入，使情況而定，比如剛剛說的key按鍵實驗，原理圖如下：

可以看到KEY_UP按下后，IO口應該是3V3電平輸入，未按下時為懸空狀態，而懸空狀態IO輸入是未知的，所以為了防止程序跑飛，采用下拉輸入，在懸空狀態下，使IO輸入下拉到低電平。這樣，在懸空狀態下，IO檢測到的是低電平，不會去執行key_up按下后的程序。

KEY0~2按下后，IO口是低電平輸入。按下時為懸空狀態，而懸空狀態IO輸入是未知的，所以為了防止程序跑飛，采用上拉輸入，在懸空狀態下，使IO輸入上拉到高電平。這樣，在懸空狀態下，IO檢測到的是高電平，不會去執行KEY0 ~2按下后的程序。

5、GPIO_Mode_Out_OD：開漏輸出
IO 輸出 0 接 GND，IO 輸出 1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實現輸出 高電平。當輸出為 1 時，IO 口的狀態由上拉電阻拉高電平，但由于是開漏輸出模式，這樣 IO 口也就可以 由外部電路改變為低電平或不變。該模式適合做電流型的驅動，吸收電流能力比較強。

6、GPIO_Mode_Out_PP：推挽輸出
可以輸出高、低電平。導通損耗小、效率高。既提高電路的負載能力，又提高開關速度。廣泛各種實驗，比如接下來要總結的LED。

7、GPIO_Mode_AF_OD：復用開漏輸出
當GPIO為復用IO時的開漏輸出模式，一般用于外設功能，如TX1

8、GPIO_Mode_AF_PP：復用推挽輸出
當GPIO為復用IO時的推挽輸出模式，一般用于外設功能，如I2C

二、點亮LED（庫函數版）

1、庫函數的由來

在學習庫函數之前，應該明白，STM32F1用的是Cortex-M3芯片，是由ARM公司設計的。所以芯片的標準是由ARM公司制定的，芯片內核架構有ARM公司提供。而我們現在用的STM32由ST公司生產，所以關系是：ARM制定內核架構，ST等芯片公司根據ARM公司的標準設計了芯片。ST等公司設計的芯片，不同的是存儲容量、外設、串口數量等等。

以本博的學習板STM32F103ZET6為例，固件庫（庫函數的集合）是由官方提供的，這個官方是ST公司，而不是正點原子官方。也就是說不僅僅這一型號單片機，ST系列其他型號的單片機庫函數依舊可以適用。所以不必擔心更換板子后不知如何去編程。

ST公司推出官方固件庫，將底層寄存器操作都封裝起來，形成一套接口（API）供我們使用，大多數情況下我們不必去考慮底層寄存器。比如本博的LED，只需調用GPIO配置函數、時鐘配置函數，然后主函數初始化后，直接給引腳賦值就可以實現LED的亮滅，而不用去考慮寄存器如何工作的。當然本博會把寄存器版的LED也總結一下。畢竟想要真正理解單片機，還得去真正理解寄存器，庫函數版只是讓我們停留在“會使用”。當然，對應大多數人來講，“會使用”已經完全足夠了。

2、點亮LED庫函數版編寫順序

1、設置時鐘
2、設置GPIO

只要這兩步的配置,再在主函數中給對應引腳傳輸高低電平即可。

打開原理圖文件（下圖我打開了6個文件，都是需要的，而且大部分情況下，有這6個文件足以。都在板子附帶資料的文件夾里）

從原理圖中得到以下信息：

①DS0 LED0陽極接+，陰極接PB5；DS1 LED1陽極接+，陰極接PE5。

②SYS LED由名稱“PWR”顧名思義，為電源指示燈，所以單片機接通電源后，電源指示燈常亮。

③芯片的PB5引腳軟件置0后，LED0亮；PE5引腳軟件置0后，LED1亮。

所以要配置GPIOB（因為PB5）和GPIOE（因為PE5）。

然后是時鐘設置，只要是對GPIO操作，就必須進行時鐘配置(而且時鐘配置在前)。GPIO是掛載在APB2總線上的外設，所以在對GPIO的時鐘進行設置時，通過函數RCC_APB2PeriphClockCmd（）來實現。

下面進入實戰：

打開模板文件：（時間久遠了，不知道模板文件原來放哪個文件夾下，找不到的話可以把LED官方例程打開，關于LED的.c和.h文件刪掉，主函數清空，就可以當以后的模板來用了，不用每次都創建工程）

首先查看GPIO配置函數，既然是GPIO，那么先找一下頭文件，在main.c下找GPIO頭文件，并點擊進入。

找到對應函數：(下一博客總結所有GPIO函數的用法、以及延時函數)

上圖標注，GPIO_Init(）函數初始化，進行設置GPIO，GPIO_SetBits（）函數給對應引腳置1，GPIO_ReSetBits（）函數給對應引腳置0。

1、GPIO_Init(）

右鍵選中函數，點擊【Go to Definition of …】，進入函數詳細說明

可以看到，函數的形參有兩個，而且都是指針。進入第一個形參“類型”

看到GPIOx指針是指向上圖這個結構體的，也就是每組GPIO都包含的7個寄存器。

比如LED實驗，傳遞GPIOB（PB5）過來后，*GPIOB就指向這七個寄存器，初始化函數就是對七個寄存器的操作，不過被庫函數封裝起來了，emmmm…說太多了，只要知道GPIO_Init（）傳過來的第一個參數表示對該組GPIO配置就行了。

察看第二組形參“類型”

看到第二個形參也是結構體指針，指向的結構體含有三個參數GPIO_Pin、GPIO_Speed、GPIO_Mode

到這里就可以用C++語法來說明了。比如第二個形參是a（注意是指針），那么：
a.GPIO_Pin=…
a.GPIO_Speed=…
a.GPIO_Mode=…
就完成了對參數GPIO參數的設置。

接下來我們再看看上面三個賦值語句的右邊究竟是什么東西：
轉回到初始化函數：

1表示第二個形參
2表示對 GPIO_Init（）的第一個形參的處理（就是那個結構體里有7個寄存器的東西）
3表示mode的配置
4表示pin的配置
5表示速speed的配置。

點開GPIO_Mode設置函數：

可以看到就是我們第一大部分總結的8中輸入輸出模式

點開pin設置函數

可以看到pin是我們第一大部分總結的一組GPIO的15個IO口

點開速度設置函數

可以看到速度可設置的值：

到這里，GPIO的設置函數應該會寫了：

第一步：設置形參1和形參2
第二步：上面那三個賦值語句的設置
第三步：運行GPIO_Init（）函數

程序：（先在主函數中書寫，.c文件中書寫接下來會總結）

GPIO_TypeDef GPIO_B;//形參1GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//形參2GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZGPIO_Init(&GPIO_B,&GPIO_InitStruct);

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注意GPIO_Init（）傳遞的是指針，所以應該用取地址符“&”。

上面的程序還是有問題的，因為定義了GPIO_B為第一個參數，但是程序并不知道GPIO_B是對GPIOB的操作，所以在 GPIO_Init(&GPIO_B,&GPIO_InitStruct);語句中，“&GPIO_B”應該是真正的、物理上的地址，而不能像參數2一樣，只是程序定義參數時分配的地址。

輸入“GPIOB”，并進入

發現官方真的定義了GPIOB，而且還是真正的、物理層的地址

所以之前程序中的GPIO_B可以刪掉了，不是物理層的地址，定義了、傳遞給GPIO_Init（）函數也沒用。

正確完整程序：

//GPIO_TypeDef GPIO_B;//形參1GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//形參2GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZGPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);//注意GPIOB是地址！GPIO_InitStruct是指針，傳遞過去后的倆個實參數都是指針。

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以上配置了GPIOB是為了點亮LED0，現配置LED1（PE5）的GPIO，參考上面的程序：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//形參2GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZGPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);

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因為之前設置了mode和speed，而實參2是沒有指向的，即并不能知道實參2屬于實參1，所以哪怕再重新定義一個GPIOE的實參2，重新定義mode和speed也沒有意義，所以就可以省略了。

接下來可以將LED引腳置高電平，熄滅LED。使初始狀態下LED是滅的。

int main(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//形參2GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZGPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);}

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2、RCC_APB2PeriphClockCmd（）

之前說過，GPIO是掛載在APB2總線上的外設，所以在對GPIO的時鐘進行設置時，通過函數RCC_APB2PeriphClockCmd（）來實現。打開RCC.h頭文件，找到時鐘函數

同樣的方法確定形參類型

形參1：

形參2：

所以程序：（注意時鐘配置函數應該放在最前面）

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//形參2RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOE , ENABLE);GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZGPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);

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加入延時函數，形成流水燈：（只在Main.c文件編程）
其中GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5)是將PB5引腳置1；GPIO_ReSetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5)是將PB5引腳置0
（是通過庫函數對BSRR和BRR寄存器操作完成置0置1，下一博客會涉及到）

#include "stm32f10x.h" #include "delay.h"int main(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//形參2RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOE , ENABLE);GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZGPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);delay_init(); //延時函數初始化 while(1){GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);delay_ms(1000); //注意包含頭文件delay.h，這個好像是正點原子官方寫的GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);delay_ms(1000); }}

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3、將配置函數放在led.c和led.h文件

在LED使用的工程文件夾新建一個LED文件夾

進行下一步驟：

創建一個text文件，命名為led.h，保存在LED group中

將頭文件添加進來

同理。新建一個led.c文件，將.c文件也添加進來

上述步驟是創建一個LED Group，現在將頭文件添加進來：

找到剛剛創建的文件夾并添加

上述步驟是為了之后調用里面生成的led.c和led.h

編輯頭文件：
固定格式：

#ifndef 一個未定義字符串 #define 一個未定義字符串#include ... #include ... //各種需要在本.h文件中用到的頭文件 ... ...//一些函數聲明、甚至定義 #endif

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本實驗led.h文件可這樣寫：

#ifndef __LED_H //led.h文件 #define __LED_H void LED_Init(void);//初始化 #endif

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接下來編輯led.c文件
需要有本.c文件用到的頭文件，如果要用到別的文件中定義的變量，可以采用外部聲明重新聲明該變量。在.c文件實現.h文件聲明的函數

將我們之前main函數中關于GPIO配置和時鐘聲明的函數移植過來得到完整的LED程序：

/**led.h**/ #ifndef __LED_H //led.h文件 #define __LED_H void LED_Init(void);//初始化 #endif/**led.c**/ #include "led.h" #include "stm32f10x.h" void LED_Init(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//形參2RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOE , ENABLE);GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//形參2.mode=推挽輸出GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//形參2.pin=5GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//形參2.speed=50MHZGPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5); }/**main.c**/ #include "stm32f10x.h" #include "delay.h" #include "led.h"int main(void){ LED_Init();delay_init(); //延時函數初始化 while(1){GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);delay_ms(1000); //注意包含頭文件delay.h，這個好像是正點原子官方寫的GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);delay_ms(1000); }}

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三、點亮LED（寄存器版本）

1、新建工程、添加led文件

畢竟是32系列第一個博客，還是希望詳細一點，之后的實驗就會慢慢省略一部分東西，寄存器版本完整來一遍

打開模板文件，如果沒有，就把LED庫函數例程打開，刪掉led.c和led.h，當做以后所有實驗的模板就行了。

一般情況下，應該【HARDWARE】中創建.c文件。也可以在文件【HARDWARE】之外建，看個人習慣。

如果懶得去搞模板，就用我這個吧

先將模板文件拷過來，在HARDWARE文件夾下創建LED文件夾

打開模板文件

新建兩個text文件，保存在剛剛創建的LED文件夾下，并改名為led.c、led.h

將led.c文件添加進工程

將LED文件目錄添加進來

現在進入實戰

led.h編輯，之前庫函數版本講過了，直接附代碼：

#ifndef LED_H //led.h文件 #define LED_H int LED_Init(void); #endif

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led.c文件編輯
開始還是老規矩：

#include "led.h" #include "stm32F10x.h"int LED_Init(void) {}

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2、配置時鐘

打開《STM32中文參考手冊》7.3.7 APB2外設時鐘使能寄存器(RCC_APB2ENR)

寄存器下一博客總結，現在只需知道，APB2外設時鐘使能寄存器的第3位和第6位分別對應GPIOB（LED0、DS0）和GPIOE（LED1、DS1）

時鐘使能代碼如下：

RCC->APB2ENR|=1<<3; RCC->APB2ENR|=1<<6;

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解釋一下：

首先RCC->APB2ENR是對外設時鐘使能寄存器的訪問

RCC->APB2ENR|=1的意思是：RCC->APB2ENR=RCC->APB2ENR|0x00000001（32位寄存器）,也就是說將該寄存器的第0位軟件置1，其它位保持不變。"<<3"是將剛剛設置的那個第0位的1左移3位，也就是此時第3位為1.同理“<<6”是將第6位設置為1；此時就使能了GPIOB和GPIOE的時鐘

3、GPIO配置

用到端口配置寄存器，由于是對PB5、PE5的配置，是低位IO口（Px0~Px7是低位、Px8 ~Px15是高位），所以用到端口配置低寄存器GPIOx_CRL

打開《STM332中文參考手冊》

看到第21、20位控制模式和速度，為50M輸出，所以這兩位是11；23 、22控制哪種輸出，為推挽輸出，所以這兩位為00，所以GPIOx_CRL的狀態值為：0x00300000；程序如下：

GPIOB->CRL&=0xff0fffff; //PB5GPIOB->CRL|=0x00300000;GPIOE->CRL&=0xff0fffff; //PE5GPIOE->CRL|=0x00300000;

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解釋一下：

GPIOB->CRL&=0xff0fffff 是將GPIOB的20、21、22、23這四位置0，其它位保持不變；

GPIOB->CRL|=0x00300000是將GPIOB的20、21、22、23這四位置1，其它位保持不變；

此時配置好了，然后可以給IO口賦初值，如開始時讓LED處于熄滅狀態，則PB5、PE5均置1。用到的寄存器：端口輸出數據寄存器GPIOx_ODR

代碼：

GPIOB->ODR|=1<<5;GPIOE->ODR|=1<<5;

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led.c文件完整代碼：

#include "led.h" //led.c文件 #include "stm32F10x.h" int LED_Init(void) {RCC->APB2ENR|=1<<3;RCC->APB2ENR|=1<<6;GPIOB->CRL&=0xff0fffff; //PB5GPIOB->CRL|=0x00300000;GPIOE->CRL&=0xff0fffff; //PE5GPIOE->CRL|=0x00300000;GPIOB->ODR|=1<<5;GPIOE->ODR|=1<<5; }

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4、主函數代碼編寫

進入主函數后，首先應調用剛剛寫的LED初始化函數，完成GPIO配置；程序會用到延時函數，將延時函數也初始化，代碼：（頭文件包含led.h）

#include "sys.h"#include "delay.h"#include "led.h"int main(void){ LED_Init();delay_init();}

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然后在死循環中，對PB5和PE5 IO口賦值就行了，還是用到端口輸出數據寄存器GPIOx_ODR

不過給IO口置0時，需要注意，應該和0xffffffdf進行與運算

GPIOB->ODR&=0xffffffdf;//置0GPIOE->ODR&=0xffffffdf;//置0

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或者移位運算，將第0位置0再向左移5位

GPIOB->ODR&=0xfffffffe<<5;GPIOE->ODR&=0xfffffffe<<5;

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給IO口置1就和0x00000020進行或運算

GPIOB->ODR|=0x00000020;GPIOE->ODR|=0x00000020;

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或者直接位移運算，先和0x00000001進行或運算，使第0位置1，再將第0位向左移動5，代碼：

GPIOB->ODR|=1<<5;GPIOE->ODR|=1<<5;

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main.c文件完整程序：

#include "sys.h" //main.c文件 #include "delay.h" #include "led.h"int main(void){ LED_Init();delay_init();while(1){GPIOB->ODR&=0xffffffdf;//置0GPIOE->ODR&=0xffffffdf;//置0//GPIOB->ODR&=0xfffffffe<<5;//GPIOE->ODR&=0xfffffffe<<5;delay_ms(1000);GPIOB->ODR|=0x00000020;GPIOE->ODR|=0x00000020;//GPIOB->ODR|=1<<5;//GPIOE->ODR|=1<<5;delay_ms(1000);}}

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附1 PXout（）與PXin（）

打開sys.h頭文件

定義了PXout（）與PXin（）函數，用法為：

點亮熄滅DS0、DS1，只需：

PBout(5)=0;//點亮 PEout(5)=0;//點亮 delay_ms(1000); PBout(5)=1;//熄滅 PEout(5)=1;//熄滅 delay_ms(1000);

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或者定義：

#define LED0 PBout(5) #define LED1 PEout(5)LED0=0;//點亮 LED1=0;//點亮 delay_ms(1000); LED0=1;//熄滅 LED1=1;//熄滅 delay_ms(1000);

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的STM32F103五分钟入门系列（一）跑马灯（库函数+寄存器）+加编程模板+GPIO总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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