stm32F407HAL库学习-点亮LED灯

前期准备：

• stm32F407ZGT6开发板
• stm32cubeIDE软件
• STM32F4xxHAL库

1、创建工程

我从这开始想学习使用stm32CubIDE工具来写代码。所以这算一个新的教程。

1、在双击stm32CubIDE工具进入到主界面中，点击左上角file->NEW->stm32_Prject.

然后计入到选择MCU的界面。

在这个中，有一个Part Number Search的一行，下面有个搜索的图标。在方框中输入型号。我这次使用的是stm32F407ZGT6.下面图片中不一样，是我截取网上的图片。

选中你的芯片型号只有，点击右下角的Next，然后进入到创建项目的界面，如下图。

在上面界面中 的Project Name这行输入名称，这个名称就是你项目的名称，这里我们输入LED_Project.完成后，点击下面的完成。

然后进入了硬件配置的界面。

这里比较重要详细讲一下，分为三大块。

• 1、MCU外设资源的选择。

  提供了三种方法找到外设。可以直接搜索或者通过字母顺序的查找。还可以在大的分类里面找。

• 2、外设配置

  选择好外设后，在这里构建好外设的功能。

• 3、预览界面

  这里分为引脚预览和系统预览。

2、配置引脚

工程已经创建好了，下面开始配置GPIO引脚和一些必要的外设配置。

1、配置GPIO引脚用于LED

• 在 STM32CubeMX 界面中，点击左侧的 Pinout & Configuration 标签，进入芯片引脚配置视图。

• 在芯片引脚图上找到PF9、pF10，点击它。

• 在弹出的选项中，选择 GPIO_Output，表示将该引脚配置为通用输出模式。

  

• 左侧会显示 GPIO 选项，点击它。

• 在 GPIO 配置窗口中，找到 PF9、PF10，可以设置以下参数：

  • GPIO mode: Output Push Pull（推挽输出）
  • GPIO Pull-up/Pull-down: No pull-up and no pull-down（无上拉/下拉）
  • Maximum output speed: Low（低速即可，LED 不需要高速）
  • User Label: 输入 LED（可选，方便代码中识别）。

2、配置时钟

• 点击顶部的 Clock Configuration 选项卡。

• 如果你使用外部晶振（HSE，例如 8 MHz，常见于发现板），在 HSE 输入框中选择 Crystal/Ceramic Resonator。

• 默认情况下，STM32CubeMX 会自动配置 PLL（锁相环）以达到较高频率（例如 168 MHz，这是 STM32F407 的最大主频）。

  在 System Clock 输入框中，确认频率（比如 168 MHz），或者根据需要调整。

  点击 Resolve Clock Issues 按钮（如果有提示），让工具自动优化时钟树。

3、生成代码

配置完成后按下ctrl + S ,保存，就会生成初始化代码。

3、编写代码

• 在工程目录的 Core > Src > main.c 中打开 main.c。

• 在 main() 函数中，找到 while (1) 循环，这是主循环区域。

• 你会看到类似下面的代码框架：

  int main(void) {
    /* 初始化代码已由 CubeMX 生成 */
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    
    /* USER CODE BEGIN 2 */
    /* USER CODE END 2 */
  
    while (1) {
      /* USER CODE BEGIN 3 */
      /* USER CODE END 3 */
    }
  }

• 添加 LED 闪烁代码：

  /* USER CODE BEGIN 3 */
  HAL_GPIO_TogglePin(GPIOD, GPIO_PIN_12); // 翻转 PD12 引脚状态
  HAL_Delay(500);                        // 延时 500 毫秒
  /* USER CODE END 3 */

4、编译并下载

1. 编译代码：
   • 点击 STM32CubeIDE 顶部工具栏的“锤子”图标（Build），或者按 Ctrl + B。
   • 检查输出窗口，确保没有错误。
2. 连接硬件：
   • 将 STM32F407ZGT6 开发板通过调试器（比如 ST-Link）连接到电脑。
3. 下载程序：
   • 点击“绿色播放”按钮（Run），或者选择菜单 Run > Run。
   • 程序会下载到芯片并自动运行。

复习一遍GPIO的八种模式

1、输入模式

1、输入浮空模式（Input Floating）

• 原理：GPIO引脚不接受任何内部的上拉和下拉电阻，处于悬浮状态。它的电平状态完全由外部信号决定。
• 用途：适用于外部电路已经提供了明确的高低电平信号。
• 注意：如果外部不接任何东西，电平会不稳定，容易受到干扰。

2、输入上拉模式（Input Pull-Up）

• 原理：GPIO引脚内部连接一个上拉电阻，连接3.3v电源。如果外部没有信号，则默认处于高点平。
• 用途：常用于检测低电平触发信号，比如按键按下时，引脚从高变为低。
• 注意：上拉电阻通常比较弱，外部信号足够强的话可以拉低电平。

3、输入下拉模式（Input Pull-Down）

• 原理：GPIO引脚在内部连接一个下拉电阻，连接着地。如果外部没有信号，则默认处于低电平。
• 用途：常用于检测一个高电平信号，当一个传感器输出高电平时触发。
• 注意：和上拉电阻一样，电阻很弱，当外部信号足够强时可以改变其电平

4、模拟输入模式（Analog Input）

• 原理：GPIO不在做数字信号处理，直接作为模拟信号输入，连接内部ADC。
• 用途：测量连续变化的电压值，比如温度传感器
• 注意：这种模式下，引脚不能用于输入输入输出，只能给模拟电路用。

2、输出模式

5、开漏输出模式（Open-Drain Output）

• 原理：GPIO引脚只能输出低电平，高电平处于开路状态，需要外部上拉电阻拉高。
• 用途：常用于IIC、SMBus等通信协议。
• 注意：必须外部连接上拉电阻，否则高电平无法实现。

6、推挽输出模式（Push-Pull Output）

• 原理：GPIO可以主动输出高电平和低电平，由内部电路直接驱动。
• 用途：最常用的输出模式
• 注意：驱动能力强，但是不能对各引脚直接并联输出。会短路。

7、复用功能模式（Alternate Function）

• 原理：GPIO引脚配置为硬件外设功能，比如USART的TX、RX等。
• 用途：用于特定的外设功能。例如串口通信
• 注意：配置时需要指定其具体的功能。

8、复用开漏、推挽模式（Alternate Function Open-Drain/Push-Pull）

• 原理：结合复用功能和开漏、推挽输出。例如IIC用开漏，PWM用推挽。
• 用途：根据外设需求选择输出类型，比如I2C需要开漏，PWM需要推挽。
• 注意：具体模式取决于外设协议要求。