【STM32 CubeMX】GPIO_HAL库源码分析
【摘要】 @TOC 前言提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。 一、GPIO_HAL库源码分析 1.1 初始化GPIOvoid MX_GPIO_Init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* GPIO Ports C...
@TOC
前言
提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：
例如：随着人工智能的不断发展，机器学习这门技术也越来越重要，很多人都开启了学习机器学习，本文就介绍了机器学习的基础内容。
一、GPIO_HAL库源码分析
1.1 初始化GPIO
void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
/*Configure GPIO pin : PB5 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}
上面这个代码是初始化GPIOB的pin5引脚
在这里设置哪个引脚：GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
设置模式：GPIO_InitStruct.Mode，GPIO_MODE_OUTPUT_PP为推挽输出
除了推挽输出，他还有下面这些：
#define GPIO_MODE_OUTPUT_PP 0x00000001u /*推挽输出 */
#define GPIO_MODE_OUTPUT_OD 0x00000011u /*开漏输出 */
在这里：GPIO_InitStruct.Pull，我们是设置是否有上下拉电阻，他有以下这些值
#define GPIO_NOPULL 0x00000000u /*!< No Pull-up or Pull-down activation */
#define GPIO_PULLUP 0x00000001u /*!< Pull-up activation */
#define GPIO_PULLDOWN 0x00000002u /*!< Pull-down activation */
其中就是无上下拉电阻，上拉、下拉电阻的设置
在我们主函数的while循环如下：
while (1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(500);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(500);
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
他就只是对GPIOB pin5输出高低电平点灯
我们主要需要看一下HAL_GPIO_Init函数是如何实现的
1.2 HAL_GPIO_Init源码分析
GPIO_InitTypeDef初始化结构体
GPIO_InitTypeDef这个结构体是用来对于某一个引脚进行初始化存储的结构体
他长下面这样：
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 */
} GPIO_InitTypeDef;
第一个成员为pin，pin这样表示
#define GPIO_PIN_0 ((uint16_t)0x0001) /* Pin 0 selected */
#define GPIO_PIN_1 ((uint16_t)0x0002) /* Pin 1 selected */
#define GPIO_PIN_2 ((uint16_t)0x0004) /* Pin 2 selected */
#define GPIO_PIN_3 ((uint16_t)0x0008) /* Pin 3 selected */
#define GPIO_PIN_4 ((uint16_t)0x0010) /* Pin 4 selected */
#define GPIO_PIN_5 ((uint16_t)0x0020) /* Pin 5 selected */
#define GPIO_PIN_6 ((uint16_t)0x0040) /* Pin 6 selected */
#define GPIO_PIN_7 ((uint16_t)0x0080) /* Pin 7 selected */
#define GPIO_PIN_8 ((uint16_t)0x0100) /* Pin 8 selected */
#define GPIO_PIN_9 ((uint16_t)0x0200) /* Pin 9 selected */
#define GPIO_PIN_10 ((uint16_t)0x0400) /* Pin 10 selected */
#define GPIO_PIN_11 ((uint16_t)0x0800) /* Pin 11 selected */
#define GPIO_PIN_12 ((uint16_t)0x1000) /* Pin 12 selected */
#define GPIO_PIN_13 ((uint16_t)0x2000) /* Pin 13 selected */
#define GPIO_PIN_14 ((uint16_t)0x4000) /* Pin 14 selected */
#define GPIO_PIN_15 ((uint16_t)0x8000) /* Pin 15 selected */
#define GPIO_PIN_All ((uint16_t)0xFFFF) /* All pins selected */
比如GPIO5，他变成二进制如下：
他的bit5为1，是不是和我们上两节课的寄存器联系起来了
如果没有看过的同学可以进入HAL库的本质是操作寄存器来进行学习
接下来看Speed成员：
他可以有以下取值：
#define GPIO_SPEED_FREQ_LOW (GPIO_CRL_MODE0_1) /*!< Low speed */
#define GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM (GPIO_CRL_MODE0_0) /*!< Medium speed */
#define GPIO_SPEED_FREQ_HIGH (GPIO_CRL_MODE0) /*!< High speed */
其中有低速，中速和高速
其中低速为2M，中速10M高速50M
HAL_GPIO_Init函数
这个函数有两个参数。一个为组号，另一个为初始化结构体
首先第一个参数，他有如下取值：
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *)GPIOA_BASE)
#define GPIOB ((GPIO_TypeDef *)GPIOB_BASE)
#define GPIOC ((GPIO_TypeDef *)GPIOC_BASE)
#define GPIOD ((GPIO_TypeDef *)GPIOD_BASE)
#define GPIOE ((GPIO_TypeDef *)GPIOE_BASE)
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *)GPIOF_BASE)
#define GPIOG ((GPIO_TypeDef *)GPIOG_BASE)
//。。。。。。
GPIOx_Base如下：
#define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x00000800UL)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x00000C00UL)
#define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x00001000UL)
#define GPIOD_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x00001400UL)
这些就一起定义了一个组的基地址是什么
接下来我们看HAL_GPIO_Init源码：
void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)
{
uint32_t position = 0x00u;
uint32_t ioposition;
uint32_t iocurrent;
uint32_t temp;
uint32_t config = 0x00u;
__IO uint32_t *configregister; /* Store the address of CRL or CRH register based on pin number */
uint32_t registeroffset; /* offset used during computation of CNF and MODE bits placement inside CRL or CRH register */
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_INSTANCE(GPIOx));
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Init->Pin));
assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_Init->Mode));
/* Configure the port pins */
while (((GPIO_Init->Pin) >> position) != 0x00u)
{
/* Get the IO position */
ioposition = (0x01uL << position);
/* Get the current IO position */
iocurrent = (uint32_t)(GPIO_Init->Pin) & ioposition;
if (iocurrent == ioposition)
{
/* Check the Alternate function parameters */
assert_param(IS_GPIO_AF_INSTANCE(GPIOx));
/* Based on the required mode, filling config variable with MODEy[1:0] and CNFy[3:2] corresponding bits */
switch (GPIO_Init->Mode)
{
/* If we are configuring the pin in OUTPUT push-pull mode */
case GPIO_MODE_OUTPUT_PP:
/* Check the GPIO speed parameter */
assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed));
config = GPIO_Init->Speed + GPIO_CR_CNF_GP_OUTPUT_PP;
break;
/* If we are configuring the pin in OUTPUT open-drain mode */
case GPIO_MODE_OUTPUT_OD:
/* Check the GPIO speed parameter */
assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed));
config = GPIO_Init->Speed + GPIO_CR_CNF_GP_OUTPUT_OD;
break;
/* If we are configuring the pin in ALTERNATE FUNCTION push-pull mode */
case GPIO_MODE_AF_PP:
/* Check the GPIO speed parameter */
assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed));
config = GPIO_Init->Speed + GPIO_CR_CNF_AF_OUTPUT_PP;
break;
/* If we are configuring the pin in ALTERNATE FUNCTION open-drain mode */
case GPIO_MODE_AF_OD:
/* Check the GPIO speed parameter */
assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed));
config = GPIO_Init->Speed + GPIO_CR_CNF_AF_OUTPUT_OD;
break;
/* If we are configuring the pin in INPUT (also applicable to EVENT and IT mode) */
case GPIO_MODE_INPUT:
case GPIO_MODE_IT_RISING:
case GPIO_MODE_IT_FALLING:
case GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING:
case GPIO_MODE_EVT_RISING:
case GPIO_MODE_EVT_FALLING:
case GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING:
/* Check the GPIO pull parameter */
assert_param(IS_GPIO_PULL(GPIO_Init->Pull));
if (GPIO_Init->Pull == GPIO_NOPULL)
{
config = GPIO_CR_MODE_INPUT + GPIO_CR_CNF_INPUT_FLOATING;
}
else if (GPIO_Init->Pull == GPIO_PULLUP)
{
config = GPIO_CR_MODE_INPUT + GPIO_CR_CNF_INPUT_PU_PD;
/* Set the corresponding ODR bit */
GPIOx->BSRR = ioposition;
}
else /* GPIO_PULLDOWN */
{
config = GPIO_CR_MODE_INPUT + GPIO_CR_CNF_INPUT_PU_PD;
/* Reset the corresponding ODR bit */
GPIOx->BRR = ioposition;
}
break;
/* If we are configuring the pin in INPUT analog mode */
case GPIO_MODE_ANALOG:
config = GPIO_CR_MODE_INPUT + GPIO_CR_CNF_ANALOG;
break;
/* Parameters are checked with assert_param */
default:
break;
}
//code..................
}
这些功能太复杂，我们只分析怎么把传入的参数变成输出引脚
他根据mode，来进行具体的设置：
然后他把数据存储到了config变量中
接下来我们看MODIFY_REG，修改寄存器，他需要修改指定寄存器，并且其他寄存器不被破坏
#define MODIFY_REG(REG, CLEARMASK, SETMASK) WRITE_REG((REG), (((READ_REG(REG)) & (~(CLEARMASK))) | (SETMASK)))
在这里WRITE_REG((REG), (((READ_REG(REG)) & (~(CLEARMASK))) | (SETMASK)))他要写寄存器REG
他写什么呢，首先把寄存器的值读出来，& (~(CLEARMASK))清除掉某些位| (SETMASK)设置某些位，这样就达到了修改寄存器且不破坏其他位
在这里：configregister = (iocurrent < GPIO_PIN_8) ? &GPIOx->CRL : &GPIOx->CRH;他会去确定某个寄存器
总结
提示：这里对文章进行总结：
例如：以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了pandas的使用，而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。
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