江协科技GPIO输入输出hal库实现

首先先介绍一下GPIO在hal库里面的函数

GPIOhal库函数介绍

GPIO在hal库里面有两个文件，一个hal_gpio.h一个hal_gpio_ex.h

第一个文件主要存放的就是hal库里面对gpio的相关函数以及GPIO配置的结构体，还有hal库与标准库的一大区别回调函数。以及一些对gpio配置的检测宏定义

第二个文件主要存放的就是AFIO的相关宏定义，比如说AFIO的事件输出中断引脚设置，AFIO的引脚重映射功能宏定义。（AFIO的两个主要功能就是重映射以及输出中断引脚的选择。重映射：对于一个GPIO口，硬件会定义它的相关外设功能，如果两个外设同时用到一个引脚，就得看他有没有重映射功能了，如果有，就可以通过AFIO的重映射功能把另一个功能放到别的GPIO口上，但是如果没有就得对引脚的设计进行修改了。输出中断引脚的选择:对于多个GPIOX对应的PIN口，同一时刻只有一个能正常中断输出，我们通过AFIO来对这几个GPIOX的PIN口进行仲裁判断，选择我们要运用的GPIOX口，比如说Pin8的中断引脚，我们可以选择为GPIOA口也可以选择为GPIOB口，但是PIN8一次性只能选择一个GPIOX口)。

如图为STM32F103C8T6的引脚定义图

hal库的外设初始化，比标准库的初始化更加的严谨和丰富。

typedef struct
{uint32_t Pin;       /*GPIO对应的Pin引脚*/uint32_t Mode;      /*GPIO输入输出模式*/uint32_t Pull;      /*GPIO对应的引脚上下拉设置*/uint32_t Speed;     /*GPIO输出速率*/
} GPIO_InitTypeDef;

首先就是一样的结构体配置GPIO口，下面就是GPIO在hal库里面的所有库函数了

void  HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);
void  HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef  *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin);
GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);
void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin);
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin);

void  HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);

这个函数就是用来初始化我们GPIO口的，参数为GPIOx和GPIO的初始化结构体，和标准库的几乎一模一样，DeInit函数也和标准库的一样是恢复到默认状态，释放资源并清除配置。

而对于标准库的GPIO口的读取和写入，hal库只剩下Read_Pin和Write_Pin两个函数，且多了一个电平翻转函数TogglePin。

如果我们需要锁定GPIO的端口配置的话，和标准库一样给我们提供了一个LockPin的函数

接着就是对应的GPIO_Pin的中断函数，GPIO_EXTI_IRQHandler,学完了标准库再来看这个就不会很陌生了。

相比于标准库，hal库多了一个Callback回调函数，在hal库里面，回调函数才是真正处理数据的地方，而中断服务函数IRQHandler只是在函数里面调用回调函数而不对数据进行处理。

GPIOCubeMx初始化步骤

GPIO的hal库初始化和标准库是一模一样的，就是函数代码改变了

思路是一样的：首先打开GPIOX的时钟，然后结构体初始化GPIO口

这个我们通过CubeMx能很快速的设置好我们需要的GPIO口的初始化代码

在创建文件的界面下找到我们的STMF103C8T6芯片。可以设置为收藏方便我们的使用

双击右下角的芯片，进入芯片设置界面

首先就是点开System Core 里面设置SYS里面的Debug内容为SW，也就是江科大里面的USB转串口的串行线下载方式，如果不设置会导致芯片的锁死，当你遇到编译的时候芯片报错无法连接，在MDK里面看Debug的设置，可以检测到Stlink但是检测不到芯片，大概率就是这个问题了。解决方法的问题就是修改完Debug方式后，通过Bootloader的下载方式进行一次程序的下载。

然后对于我们要设置的引脚在右侧的芯片上直接点击在配置即可，这里我们按照江科大的引脚来配置，选择PA0,推挽输出模式，速度为高速(50Mhz，hal库还可以设置为超高速100Mhz)

在CubeMx里面我们还可以对引脚进行命名，GPIO output level是用来设置GPIO口上电时的电平的，我们按照标准库默认为低电平。

这样就完成了GPIO的初始化，相比于标准库的初始化配置，速度和效率快上了无数倍。

接着就是配置我们的时钟树，也可以直接一步到位

首先在RCC这里把HSE和LSE都配置成CryStall.ceramic Resonator模式即可，也可以不需要配置LSE，因为我们现在只需要对CPU的主时钟进行配置。

接着直接在蓝色框的HCLK里面输入72点击回车，CubeMx就能帮你自动配置好系统的时钟树了。

 设置好项目名称和Toolchain即可，我们使用的MDK，所以这边就选择MDK-ARM即可，版本按照你的MDK版本设置即可，CubeMx的下载和固件配置去看正点原子的课程即可，视频总会比文字讲的更加清楚。

Code Generator推荐这个配置，只使用当前运用到的文件，且生成对应的外设.c.h文件

 再点击右上角的GENERATE CODE即可生成成功。

如果生成不成功就是你的固件和ARM版本不适应，自己重装升级ARM就行了，教程CSDN上很多

GPIO的输出：LED闪烁

我们只需要在CubeMx给我们配置好的文件里面，在主函数while循环实现我们的闪烁代码即可。

在while循环里面，对电平进行翻转且延时一段时间。

我们直接使用 HAL_GPIO_TogglePin函数即可，在使用hal库内部自己的延时函数HAL_Delay来进行延时，hal_Delay里面的数字对应延时的毫秒数。

while (1){/* USER CODE END WHILE */HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_0);HAL_Delay(500);/* USER CODE BEGIN 3 */}

我们的代码最好是写在他给我们定义的地方，这样我们再次进行CubeMx初始化这个文件的时候就不会对我们的代码进行覆盖。

已经会点一个灯了剩下的LED流水灯程序也是如法炮制即可，就不再写相关程序了。

GPIO的输入：按键控制LED灯

首先就是通过GPIO口的输入功能实现按键功能，接着在主函数里面对按键键值进行判断即可。

CubeMx初始化

通过PB1和PB11作为按键的输入，控制PA1PA2,两个端口的输出，进而实现按键控制Led灯亮灭的功能。

这边我就使用了用户自定义变量名称，这样也有利于我们的代码的复用，输出和上面的设置一样，输入为上拉输入模式，输入就不用设置输出速率了，但是不能不设置，CubeMx里面会先把结构体全部初始化为0，再开始赋值，避免因为有的结构体变量没有赋值而出现问题。

 输入输出配置完成后，我们再完成按键的文件：

对于按键的输入，我们就得读取GPIO口的电平，上拉输入，所以默认为高电平，按键按下后变为低电平被检测。

我们使用到了ReadPin函数来读取GPIO口的状态，Delay用来延时消除按键抖动，这部分江科大应该是讲的很详细的。

uint8_t Key_Read(){uint8_t temp = 0;if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET){HAL_Delay(10);temp = 1;while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(10);}if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET){HAL_Delay(10);temp = 2;while(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port,KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(10);}return temp;
}

Key底层文件的定义和调用就不多说了，我们定义的用户变量名都会在main.h里面显示，我们要查询就可以在这里进行查询.

这样的编程习惯有助于我们以后修改变量，维护代码，只需要在这边对变量名定义的部分进行修改就行了。

 引用头文件以及变量定义的部分我就不多赘述了。

 while (1){/* USER CODE END WHILE */Key_Num = Key_Read();if(Key_Num == 1){HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);}else if(Key_Num == 2){HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port,LED1_Pin);}/* USER CODE BEGIN 3 */}

效果很好，完成！