2021/10/12 智能家具嵌入式实训第二天 GPIO+蜂鸣器反转

1.项目中灯的作用

1.1 电子产品中常见的灯 -- LED灯

作用：

电源指示灯：电视机、路由器等等

状态指示灯：指示产品是否正常工作

通信

1.2 智能云家居中灯的作用与电路分析

作用：电源指示灯，状态指示灯（用户可以编写代码控制）

 

打开开发板原理图

红灯：

 

 

 

 

 

低电平亮，高电平灭 形成电压差

 

与MCU相连接的部分

 

 

 

 

 

 

GPIO

 STM32F103ZE GPIO口

 

 

 

 

 

 

 

STM32ZET6集成了多少GPIO口？

 7x16=112个

什么是GPIO口？

GPIO：general purpose input output（通用输入/输出端口），是一款端口拓展器

特点：功耗低、封装小、成本低、布线简单

 

  GPIO口如何表示（命名规则）？

PE2(端口号+管脚号) 

 

GPIO口的作用

 

 

 

 

IO功能：通用的数字输入输出接口

STM32F103：  逻辑0 --0+0.1V

逻辑1 -- 3+0.3V

AFIO复用功能：把IO复用为其他外设功能，引脚可以称为复用IO

 

 

 

 GPIO的工作模式

Input：输入检测

（输入电压：0v~3.3V---数值）

极端输入：3.3V    0V（逻辑1/逻辑0）

模拟输入：ADC（12位/8位/16位）（数据手册 器件一览）

 

 

 

 

 

 

 

上拉输入：增加高电平的驱动能力；

下拉输入：增加低电平的驱动能力；

浮空输入：不具备高低电平驱动能力，直接输入的电压进行转换；

模拟输入：检测模拟电压，数据传给ADC做转换；

（TTL肖特基触发器：把高低电平电压值转换为逻辑值）

 

l  输入配置理论

(参考手册 8.1.7 输入配置)

Output：输出控制

逻辑值：1/0：p-mos/n-mos：电压值：3.3V/0V 

中间值：PWM/DAC

 

 

 

 

 

推挽输出：直接把逻辑值输出成高低电平；

开漏输出：只能输出低电平，输出为1时是高阻态（未知状态，电路上电压由电路来决定）；经常应用在总线，需要增加上拉电阻配合使用；具有读取的功能；

复用：IO复用其他外设功能时选择复用模式；

通用：只是把IO做普通输出的功能；

 

& 思考：控制LED灯的管脚可以使用GPIO口吗？使用哪种模式？

 

寄存器写法配置GPIO口

 

寄存器：片上外设存储“相应配置数据/状态数据/数据值”的空间

寄存器分类：

　　配置寄存器：配置工作模式

       数据寄存器：保存发送的数据和接收的数据。

       状态寄存器：保存当前设备工作状态

GPIO寄存器：（参考手册）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

时钟寄存器

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STM32中寄存器一般为32位数据，不同的参数存储在不同的数据位下面，可进行位操作进行处理：

清0：                          GPIOx_CRL &=~(0x0F<<n);

置1：                          GPIOx_CRL |=（0x3<<n）；

判断某一位是0/1：     (GPIOx_IDR &(0x01<<n))

 

 

软件编程驱动LED灯

软件：

（1）提供时钟：RCC   APB2外设时钟使能寄存器

（2）配置IO功能（0011 -- 通用推挽输出）

（3）操作输出数据寄存器：控制外部输出的高低电平

/* 寄存器法 */

        // 1.时钟使能 -- GPIOE端口时钟

        RCC->APB2ENR |= (0x1<<6);

        // 2.模式配置（通用推挽输出）

        GPIOE->CRL &= ~(0xFFFF<<8); //清零 -- [23:8]位

        GPIOE->CRL |= (0x3333<<8);  //置位           

        // 3.初始状态

        if(condition == OFF)

            GPIOE->ODR |= (0xF<<2);

        else

            GPIOE->ODR &= ~(0xF<<2); 

sss

 

 

 

 

 

软件编程驱动蜂鸣器和按键

& 硬件分析

 蜂鸣器：有源蜂鸣器和无源蜂鸣器 -- 源（起振源）

         有源 -- 直接通电，直接工作。

         无源 -- 接方波

 

 

 

蜂鸣器有有源和无源，有源直接高电平就向，而无源需要高低电平，。那个是取反第一次过来为0第二次过来就为1.一直如此，，

 

 

 

 

按键电路设计

 

 

 

按键按下和未按下的状态？

KEY1按下高电平，没有按下低电平

KEY2按下低电平，没有按下高电平

KEY3按下低电平，没有按下高电平

KEY4按下低电平，没有按下高电平

 

获取按键状态

与MCU连接

 

 

 

 

 

 

软件编程

蜂鸣器配置：

//1. 时钟使能

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);

              //2. 配置模式

              GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

              GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

              GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

              GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

              GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

              //3. 初始状态

      BEEP(OFF);

按键配置：

//时钟使能

              RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);

              //模式配置

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};

              GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

              GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

              GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

              GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);        

   

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6;

    GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

应用：点击一次按键，蜂鸣器翻转一次

uint8_t Key_Val = 0;        

         if(KEY1)//检测到KEY1被按下

         {

                   Delay_nop_nus(10);  //延时消抖

                   if(KEY1)            //真的有人按下按键

                   {

                            while(KEY1);    //松手检测

                            Key_Val = 1;   

                   }

         }