如何在STM8S控制器上執(zhí)行通用GPIO功能實現(xiàn)LED閃爍

對于微控制器，LED 閃爍程序相當于“hello world”程序。在我們之前的教程中，我們學習了如何開始使用 STM8S103F3 開發(fā)板以及如何設置 IDE 和編譯器來對我們的 STM8S 控制器進行編程。我們還學習了如何使用標準外設庫，以及如何編譯代碼并將其上傳到我們的微控制器中。涵蓋了所有基礎知識，讓我們真正開始編寫代碼。在本教程中，我們將學習如何在 STM8S 控制器上執(zhí)行通用 GPIO 功能。該板已經(jīng)有一個連接到端口 B 的引腳 5 的板載 LED，我們將學習如何使該 LED 閃爍，并添加一個外部 LED 并使用按鈕對其進行控制。

準備好硬件

在我們深入研究程序之前，讓硬件連接準備好。如前所述，我們將在這里使用兩個 LED，一個是板載 LED，它會持續(xù)閃爍，另一個是外部 LED，可以通過按鈕進行切換。這個想法是在一個簡單的設置中學習所有的 GPIO 功能。板載 LED 已經(jīng)連接到 PB5（PORTB 的引腳 5），所以我剛剛將 LED 連接到 PA3，將按鈕連接到 PA2，如下圖所示。

但是，在我們控制的所有可用輸出引腳中，為什么我選擇 PA3 作為輸出，PA2 作為輸入？這些問題是有效的，我將在本文后面解釋。我為本教程的硬件設置如下所示。如您所見，我還將我的 ST-link 編程器連接到編程引腳，這不僅可以對我們的電路板進行編程，還可以用作電源。

了解 STM8S103F 上的 GPIO 引腳排列

現(xiàn)在回到問題，為什么 PA2 用于輸入，為什么 PA3 用于輸出？為了理解這一點，讓我們仔細看看微控制器的引腳排列，如下所示。

根據(jù)引腳圖，我們的微控制器上有四個端口，即端口 A、B、C 和 D，分別用 PA、PB、PC 和 PD 表示。每個 GPIO 引腳還具有一些其他特殊功能。例如，PB5（PORT B 的引腳 5）不僅可以用作 GPIO 引腳，還可以用作 I2C 通信的 SDA 引腳和定時器 1 的輸出引腳。因此，如果我們將此引腳用于連接 LED 等簡單的 GPIO 用途，那么我們將無法同時使用 I2C 和 LED。遺憾的是，板載 LED 連接到此引腳，所以我們在這里沒有太多選擇，而且在這個程序中，我們不會使用 I2C，所以問題不大。

STM8S103F GPIO 選擇的引腳說明和提示

說真的，使用 PA1 作為輸入引腳并沒有什么壞處，它只是工作引腳。但我特意提出這一點，是為了讓我有機會向您展示一些在新微控制器上選擇 GPIO 引腳時可能會陷入的常見陷阱。避免陷阱的最佳方法是閱讀STM8S103F3P6 數(shù)據(jù)表中提供的引腳詳細信息和引腳說明。數(shù)據(jù)表中提到的 STM8S103F3P6 微控制器引腳描述詳細信息如下圖所示。

我們微控制器上的輸入引腳可以是浮動或弱上拉，輸出引腳可以是開漏或推挽。已經(jīng)討論了開漏和推挽輸出引腳之間的區(qū)別，因此我們不會詳細介紹。簡單來說，開漏輸出引腳可以使輸出只有低不高，而推挽輸出引腳可以使輸出既高又高。

除了上表之外，您還可以注意到輸出引腳可以是快速輸出 （10 Mhz） 或慢速輸出 （2 MHz）。這決定了 GPIO 的速度，如果你想非常快速地在高低之間切換你的 GPIO 引腳，那么我們可以選擇快速輸出。

如上圖所示，我們控制器上的一些 GPIO 引腳支持真正的漏極開路 （T）和高灌電流 （HS） 。Open Drain 和 True Open Drain 之間的一個相當大的區(qū)別是連接到開漏的輸出不能被拉高超過微控制器的工作電壓 （Vdd），而真正的開漏輸出引腳可以被拉高到高于 Vdd。具有高吸收能力的引腳意味著它可以吸收更多電流。任何 GPIO HS 引腳的源電流和灌電流均為 20mA，而電源線可消耗高達 100mA。

仔細查看上圖，您會注意到幾乎所有 GPIO 引腳都是高灌電流 （HS） 類型，但 PB4 和 PB5 是真正的開漏型 （T）。這意味著這些引腳不能被拉高，即使引腳被拉高，它們也無法提供 3.3V。這就是為什么板載 LED 連接到 3.3V 并通過 PB5 接地，而不是直接從 GPIO 引腳為其供電。

有關詳細的引腳說明，請參閱數(shù)據(jù)表的第 28 頁。如上圖所示，PA1 自動配置為弱上拉，不推薦用作輸出引腳。無論如何，它可以與按鈕一起用作輸入引腳，但我決定使用 PA2 只是為了嘗試從程序中啟用上拉。這些只是一些基本的東西，當我們編寫更復雜的程序時它們會很有用?，F(xiàn)在，如果很多事情都從你的腦海中浮現(xiàn)出來也沒關系，我們將在其他教程中深入探討。

使用 SPL 對 STM8S 進行 GPIO 輸入和輸出編程

正如我們在第一個教程中討論的那樣，創(chuàng)建一個工作區(qū)和新項目。您可以添加所有頭文件和源文件，也可以僅添加 gpio、config 和 stm8s 文件。打開main.c文件并開始編寫程序。

確保您已包含如上圖所示的頭文件。打開main.c文件并啟動代碼。完整的 main.c 代碼可以在此頁面底部找到，您還可以從那里下載項目文件。代碼解釋如下，如果您對編碼部分感到困惑，也可以參考SPL 用戶手冊或本頁底部鏈接的視頻。

取消初始化所需端口

我們通過取消初始化所需端口來開始我們的程序。正如我們之前所討論的，每個 GPIO 引腳除了像普通的輸入和輸出一樣工作外，還有許多其他功能與其相關聯(lián)。如果這些引腳先前已用于其他應用程序，那么在我們使用它們之前應該將其取消初始化。這不是強制性的，但是，這是一個很好的做法。下面兩行代碼用于De-Initialize Port A和Port B。使用語法GPIO_DeInit （GPIOx）即可；并提及端口名稱代替 x。

GPIO_DeInit（GPIOA）; //準備端口A工作

GPIO_DeInit（GPIOB）; // 準備端口 B 工作

輸入輸出GPIO聲明

接下來，我們必須聲明哪些引腳將用作輸入，哪些引腳將用作輸出。在我們的例子中，引腳 PA2 將用作輸入，我們還將將該引腳聲明為內(nèi)部上拉，這樣我們就不必在外部使用一個。語法為GPIO_Init （GPIOx， GPIO_PIN_y， GPIO_PIN_MODE_z）；。 其中 x 是端口名稱，y 是引腳編號，z 是 GPIO 引腳模式。

//聲明PA2為輸入上拉引腳

GPIO_Init （GPIOA， GPIO_PIN_2， GPIO_MODE_IN_PU_IT）;

接下來，我們必須將引腳 PA3 和 PB5 聲明為輸出。同樣可以使用多種類型的輸出聲明，但我們將使用“GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW”，這意味著我們將其聲明為低速推挽式輸出引腳。默認情況下，該值會很低。語法將是相同的。

GPIO_Init（GPIOA，GPIO_PIN_3，GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW）；

//聲明PB5為推挽輸出引腳

GPIO_Init（GPIOB、GPIO_PIN_5、GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW）；

SPL 用戶手冊中的以下快照提到了所有可能的 GPIO 模式 （z）。

無限while循環(huán)

在引腳聲明之后，我們需要創(chuàng)建一個無限循環(huán)，在其中我們將永遠閃爍 LED 并監(jiān)控按鈕的狀態(tài)以切換 LED。無限循環(huán)可以使用while（1）或 for （;;）創(chuàng)建。這里我使用了while （1）。

而 （1）

{

}

檢查輸入引腳的狀態(tài)

我們必須檢查輸入引腳的狀態(tài)，這樣做的語法是GPIO_ReadInputPin（GPIOx， GPIO_PIN_y）; 其中 x 是端口名稱，y 是引腳號。如果引腳為高電平，我們將得到“1”，如果引腳為低電平，我們將得到“0”。我們已經(jīng)習慣在 if 循環(huán)中檢查引腳是高電平還是低電平。

if （GPIO_ReadInputPin（GPIOA， GPIO_PIN_2）） //如果按鈕被按下

使 GPIO 引腳為高電平或低電平

要使 GPIO 引腳高或低，我們可以使用GPIO_WriteHigh（GPIOx，GPIO_PIN_y）; 和GPIO_WriteLow（GPIOx，GPIO_PIN_y）; 分別。在這里，我們使 LED 在按鈕被按下時打開，如果按鈕未被按下則關閉。

if （GPIO_ReadInputPin（GPIOA， GPIO_PIN_2）） //如果按鈕被按下

GPIO_WriteLow（GPIOA，GPIO_PIN_3）; //帶領

別的

GPIO_WriteHigh（GPIOA，GPIO_PIN_3）; //LED關閉

切換 GPIO 引腳

要切換 GPIO 引腳，我們有GPIO_WriteReverse（GPIOx，GPIO_PIN_y）; 調(diào)用此函數(shù)將改變輸出引腳的狀態(tài)。該引腳為高電平時，變?yōu)榈碗娖?，為低電平時，變?yōu)楦唠娖健Ｎ覀冋谑褂么斯δ軄黹W爍 PB5 上的板載 LED。

GPIO_WriteReverse（GPIOB，GPIO_PIN_5）;

延遲功能

與 Arduino 不同的是，cosmic 編譯器沒有預定義的延遲函數(shù)。所以我們必須自己創(chuàng)造一個。我的延遲函數(shù)如下所示。延遲的值將在變量 ms 中接收，我們將使用兩個 for 循環(huán)來保持或程序執(zhí)行。就像_asm（“nop”） 是一個匯編指令，它代表無操作。這意味著控制器將在不執(zhí)行任何操作的情況下循環(huán)進入 for 循環(huán)，從而產(chǎn)生延遲。

void delay （int ms） //函數(shù)定義

{

整數(shù) i =0 ;

詮釋 j = 0;

對于 （i=0; i《=ms; i++）

{

for （j=0; j《120; j++） // Nop = Dark/4

_asm（“nop”）; //執(zhí)行無操作 //匯編代碼

}

}

上傳和測試程序

現(xiàn)在我們的程序已經(jīng)準備好了，我們可以上傳它并測試它。上傳后，我的硬件按預期工作。板載紅色 LED 每 500 毫秒閃爍一次，每次按下開關時外部綠色 LED 都會亮起。

/* MAIN.C 文件
*
* 版權所有 (c) 2002-2005 STMicroelectronics
*/

#define Green_LED GPIOA，GPIO_PIN_3
#包括“STM8S.h”

void delay (int ms) //函數(shù)定義
{
整數(shù) i =0 ;
詮釋 j = 0;
對于 (i=0; i<=ms; i++)
{
for (j=0; j<120; j++) // Nop = Dark/4
_asm("nop"); //執(zhí)行無操作 //匯編代碼
}
}

主要的（）
{
GPIO_DeInit(GPIOA); //準備端口A工作
GPIO_DeInit(GPIOB); // 準備端口 B 工作

//聲明PA2為輸入上拉引腳
GPIO_Init (GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_MODE_IN_PU_IT);

//聲明PA3為推挽輸出引腳
GPIO_Init (Green_LED, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW);

//聲明PB5為推挽輸出引腳
GPIO_Init（GPIOB、GPIO_PIN_5、GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW）；

而 (1)
{
if (GPIO_ReadInputPin(GPIOA, GPIO_PIN_2)) //如果按鈕被按下
GPIO_WriteLow（Green_LED）；//帶領
別的
GPIO_WriteHigh（綠色_LED）；//LED關閉
GPIO_WriteReverse(GPIOB,GPIO_PIN_5);
延遲（100）；
}
}