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寫在前面：

本文章為《ARM Cortex-M4裸機開發篇》系列中的一篇，，全系列總計14篇。筆者使用的開發平臺為華清遠見FS-MP1A開發板（STM32MP157開發板），Cortex-M4裸機開發篇除了講M4裸機開發外，還會講解通過M4控制資源擴展板上的各種傳感器執行器模塊（包括空氣溫濕度傳感器、LED燈、數碼管、蜂鳴器、震動馬達、按鍵中斷、風扇等），本篇是M4控制資源擴展板中的一篇。

資源擴展板是FS-MP1A開發板的擴展模塊，主要包含了10余種助主流傳感器、執行器件、總線控制器件，非常方便項目擴展用。可拓展開發智慧家庭、智能醫療、智能安防、工業控制、圖像識別、環境檢測等方向的10個左右綜合項目，華清遠見開發板也將配套提供所有項目的說明文檔、實驗源碼、應用程序等資料。

針對FS-MP1A開發板，除了Cortex-M4裸機開發篇外，還包括其他多系列教程，包括Cortex-A7開發篇、FreeRTOS篇、Linux基礎及應用開發篇、Linux系統移植篇、Linux驅動開發篇、硬件設計篇、人工智能機器視覺篇、Qt應用編程篇、Qt綜合項目實戰篇等。?id=622457259672

資源擴展板介紹

硬件介紹&資源擴展板可開發項目

Cortex-M4 GPIO編程

實驗目的

熟悉STM32CubeIDE工具軟件的使用。

掌握STM32CubeIDE軟件的基本設計流程和設計步驟，能夠使用工具進行設計、編程、仿真調試。

學習GPIO口的使用方法，掌握如何利用STM32MP157A芯片的I/O口控制LED。

實驗環境

FS-MP1A開發平臺

ST-Link仿真器

STM32CubeIDE開發軟件

PC機 XP、Window7/10 (32/64bit)

實驗原理

只要是對硬件操作，就要首先查看原理圖。查看外設是和模塊的MCU的哪個引腳相連。FS-MP1A開發平臺上的LED的亮滅狀態，與芯片上的引腳I/O輸出電平有關。

FS-MP1A開發平臺上LED的I/O：

IO操作重要結構體：GPIO_InitTypeDef

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/** * @brief GPIO Init structure definition */typedef struct{ uint32_t Pin; /*!< Specifies the GPIO pins to be configured. This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */ uint32_t Mode; /*!< Specifies the operating mode for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */ uint32_t Pull; /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */ uint32_t Speed; /*!< Specifies the speed for the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */ uint32_t Alternate; /*!< Peripheral to be connected to the selected pins. This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */}GPIO_InitTypeDef;

第一個成員變量Pin是所操作的管腳，第二個Mode是模式選擇，第三個Pull是上拉下拉，或者都不加，第四個Speed是速度選擇，第五個是管腳復用功能。一般我們只操作前四個。

IO口可以由軟件配置成4種模式，其實操作的是GPIO的端口模式寄存器：

輸入（復位狀態）/input（reset state）

通用輸出模式 / general purpose output mode

復用功能模式 / alternate function mode

模擬模式 / analog mode

12345

#define GPIO_MODE_INPUT ((uint32_t)0x00000000U) /*!< Input Floating Mode */#define GPIO_MODE_OUTPUT_PP ((uint32_t)0x00000001U) /*!< Output Push Pull Mode */#define GPIO_MODE_OUTPUT_OD ((uint32_t)0x00000011U) /*!< Output Open Drain Mode */#define GPIO_MODE_AF_PP ((uint32_t)0x00000002U) /*!< Alternate Function Push Pull Mode */#define GPIO_MODE_AF_OD ((uint32_t)0x00000012U) /*!< Alternate Function Open Drain Mode */

上面給兩個寄存器賦值了，1~4位是GPIO端口模式寄存器，5~8位是端口輸出類型寄存器（決定是推挽輸出還是開漏輸出）。

STM32的GPIO端口在作為輸出時，可以軟件配置端口最大支持的時鐘速率，下圖是端口輸出速度寄存器，有以下幾種速度選擇：

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/** @defgroup GPIO_speed_define GPIO speed define * @brief GPIO Output Maximum frequency * @{ */#define GPIO_SPEED_FREQ_LOW ((uint32_t)0x00000000U) /*!< Low speed */#define GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM ((uint32_t)0x00000001U) /*!< Medium speed */#define GPIO_SPEED_FREQ_HIGH ((uint32_t)0x00000002U) /*!< Fast speed */#define GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH ((uint32_t)0x00000003U) /*!< High speed */

GPIO調用的HAL函數：

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);

該函數其實是對BSRR寄存器進行操作。

第一個參數傳的是GPIO所在的組，第二個是該組的幾號管腳，第三個是對管腳進行置位。

實驗步驟

打開STM32CubeIDE->File->New->STM32 Project

可以在左側搜索框內輸入芯片型號STM32MP157A進行搜索，選擇對應芯片，點擊Next

填寫工程名，點擊Finsh

點擊Yes打開配置頁面

搜索框內搜索LED對應GPIO引腳PZ5、PZ6、PZ7，左鍵點擊設置為GPIO_Output

這里我們需要注意一下，和其他單片機不同，還需要繼續設置“ Pin Reservation”給“ Cortex-M4”，否則STM32CubeMX不會生生成GPIO初始化相關代碼。具體操作：在剛才選擇的引腳上，鼠標右鍵選擇“ Pin Reservation”->“ Cortex-M4”。

在Code Generator處選擇為每個外設生成單獨的C和H文件，這樣設置方便閱讀代碼

完成以上設置后，Ctrl+S保存，會提示是否需要生成代碼，選擇Yes即可自動生成代碼。系統會自動生成System Clock代碼

添加GPIO函數說明：

我們需要在main.c中添加GPIO相關函數， GPIO引腳輸出電平高低函數

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void bsp_led_on(void){ HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);}void bsp_led_off(void){ HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOZ, GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);}

在main.c中調用函數改變GPIO引腳高低電平來改變LED燈的狀態