【STM32H7教程】第18章STM32H7的GPIO应⽤之跑马灯 第18章 STM32H7的GPIO应⽤之跑马灯
本章教程为⼤家介绍STM32H7的GPIO应⽤之跑马灯，跑马灯作为经典的测试例程，可以让⼤家对STM32H7应⽤有个简单的整体认识。18.1 初学者重要提⽰
18.2 跑马灯硬件设计
18.3 跑马灯软件驱动设计
18.4 跑马灯板级⽀持包（bsp_led.c）
18.5 实验例程设计框架
18.6 跑马灯驱动移植和使⽤
18.7 实验例程说明（MDK）
18.8 实验例程说明（IAR）
18.9 总结
18.1 初学者重要提⽰
1. 学习本章节前，务必保证已经学习了第15，16和17章。
2. 虽然是跑马灯的初级例程，但有必要掌握程序的基本设计框架，后⾯的例⼦都是建⽴在这个框架的基础上。
3. LED不是⽤CPU的IO直接驱动，⽽是由74HC574驱动的，74HC574是⼀个8路并⼝缓冲器，挂在FMC总线上，实现IO扩展。也许初
学者会问为什么要做IO扩展，不是已经⽤了240脚的STM32H743XIH6吗？因为开发板使⽤了32位SDRAM和RGB888硬件接⼝，消耗IO巨⼤，所以必须得扩展了。
4. 对于初学者来说，仅需掌握LED驱动的实现⽅法和对应的API调⽤即可，需要深⼊的理解IO扩展部分，会在后⾯的第48章节进⾏详细
讲解。
5. FMC总线扩展32路⾼速IO理解成GPIO的ODR寄存器就很简单了，其实就是⼀个东西。
6. FMC扩展IO是对地址0x60001000的32bit数据空间的0和1的操作。GPIOA的ODR寄存器是对地址 0x40000000 + 0x18020000 + 0x14
空间的操作。但只能操作16个引脚。
使⽤总线的优势就在这⾥了，相当于在GPIOA到GPIOK的基础上，⼜扩展出GPIOL和GPIOM。
#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000)
#define D3_AHB1PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x18020000)
#define GPIOA_BASE (D3_AHB1PERIPH_BASE + 0x0000)
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
typedef struct
{
__IO uint32_t MODER; /*!< GPIO port mode register, Address offset: 0x00 */
__IO uint32_t OTYPER; /*!< GPIO port output type register, Address offset: 0x04 */
__IO uint32_t OSPEEDR; /*!< GPIO port output speed register, Address offset: 0x08 */
__IO uint32_t PUPDR; /*!< GPIO port pull-up/pull-down register, Address offset: 0x0C */
__IO uint32_t IDR; /*!< GPIO port input data register, Address offset: 0x10 */
__IO uint32_t ODR; /*!< GPIO port output data register, Address offset: 0x14 */
__IO uint16_t BSRRL; /*!< GPIO port bit set/reset low register, Address offset: 0x18 */
__IO uint16_t BSRRH; /*!< GPIO port bit set/reset high register, Address offset: 0x1A */
__IO uint32_t LCKR; /*!< GPIO port configuration lock register, Address offset: 0x1C */
__IO uint32_t AFR[2]; /*!< GPIO alternate function registers, Address offset: 0x20-0x24 */
} GPIO_TypeDef;
18.2 跑马灯硬件设计
跑马灯的硬件设计如下：
通过这个硬件设计，有如下四点需要学习：
关于拉电流、灌电流和相关的电⽓特性，在第15章的15.4⼩节做了专门的讲解。对于STM32H7来说，使⽤拉电流和灌电流驱动LED都是可以的，因为拉电流和灌电流时，STM32H7总的拉电流和灌电流都是不可超过140mA，单个引脚最⼤不可超过20mA。
开发板这⾥是采⽤的灌电流⽅式。
18.2.2 LED的压降和驱动电流
这种采⽤的是灌电流⽅式，⽽流经LED的电流⼤⼩是多少呢？这⾥需要先补充⼀个基础的知识点。
直插超亮发光⼆极管压降，主要有三种颜⾊，然⽽三种发光⼆极管的压降都不相同，具体压降参考值如下：
红⾊发光⼆极管的压降为2.0V-2.2V。
黄⾊发光⼆极管的压降为1.8V-2.0V。
绿⾊发光⼆极管的压降为3.0V-3.2V。
正常发光时的额定电流约为20mA。
贴⽚LED压降：
红⾊的压降为1.82-1.88V，电流5-8mA。
绿⾊的压降为1.75-1.82V，电流3-5mA。
橙⾊的压降为1.7-1.8V，电流3-5mA。
蓝⾊的压降为3.1-3.3V，电流8-10mA。
⽩⾊的压降为3-3.2V，电流10-15mA。
实际测试开发板红⾊贴⽚LED的压降的确是1.8V左右，那么流过LED的电流就是
（3.3 – 1.8）/ 1K = 1.4mA
在不考虑⼆极管本⾝电阻的情况下，流过LED的电流就是1.4mA。
18.2.3 总线扩展
在教程第48章节详细讲解了这个问题，对于初学者来说，可以先不⽤看，等后⾯学习了FMC总线后再去看，就容易掌握多了。
18.2.4 贴⽚LED的正负极区分
仔细查看开发板版上⾯所使⽤的贴⽚LED，会发现⼀端有绿点，有绿点的这端是负极，⽽另⼀端就是正级了。
格栅井
跑马灯的软件驱动实现⽐较简单，主要是IO初始化，LED亮，LED灭，LED翻转。对应的驱动⽂件也是实现了这⼏个功能，没有特别的技巧，所以⼤家看源代码也⽐较省事。
18.4 跑马灯板级⽀持包（bsp_led.c）
LED驱动⽂件bsp_led.c主要实现了如下⼏个API：
bsp_InitLed
bsp_LedOn
bsp_LedOff
bsp_LedToggle
bsp_IsLedOn
下⾯将这⼏个API逐⼀进⾏说明。
函数原型：
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: bsp_InitLed
* 功能说明: 配置LED指⽰灯相关的GPIO, 该函数被 bsp_Init() 调⽤。
* 形参: ⽆
* 返回值: ⽆
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_InitLed(void)
{
bsp_LedOff(1);
bsp_LedOff(2);
bsp_LedOff(3);
bsp_LedOff(4);
}
函数描述：
此函数主要⽤于LED初始化。由于将GPIO设置为输出时，GPIO输出寄存器的值缺省是0，因此会驱动LED点亮，因此在改变GPIO为输出前，先关闭LED指⽰灯。
注意事项：
1. ⼤家会有疑惑，为什么这⾥没有初始化GPIO。这是因为V7开发板是由74HC574驱动的，不是⽤CPU的IO直接驱动，74HC574是⼀个
8路并⼝缓冲器，挂在FMC总线上，实现IO扩展。
2. 通过FMC总线扩展出的IO来驱动，不是GPIO直接驱动。
3. 调⽤此函数前，要优先调⽤函数bsp_InitExtIO()，此函数⽤于初始化FMC扩展接⼝，关于这⽅⾯的知识在48章节专门做了讲解
使⽤举例：
调⽤此函数前，务必优先调⽤函数bsp_InitExtIO()。这⾥底层驱动初始化⼀般都是在bsp.c⽂件的函数bsp_Init⾥⾯调⽤。
18.4.2 函数bsp_LedOn
函数原型：
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: bsp_LedOn
* 功能说明: 点亮指定的LED指⽰灯。
* 形参: _no : 指⽰灯序号，范围 1 - 4
* 返回值: ⽆
*********************************************************************************************************粉末冶金烧结炉
*/
void bsp_LedOn(uint8_t _no)
{
if (_no == 1)
{
HC574_SetPin(LED1, 0);
}
else if (_no == 2)
{
HC574_SetPin(LED2, 0);
}
else if (_no == 3)
{
HC574_SetPin(LED3, 0);
else if (_no == 4)
{
HC574_SetPin(LED4, 0);
}
}
函数描述：
此函数主要⽤于点亮LED。
函数参数：
第1个参数⽤于指定点亮那个LED，范围1-4。
使⽤举例：
此函数的使⽤⽐较简单，需要调⽤的时候直接调⽤即可。另外使⽤前记得先调⽤函数bsp_InitExtIO()和bsp_InitLed。
18.4.3 函数bsp_LedOff
函数原型：
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: bsp_LedOff
* 功能说明: 熄灭指定的LED指⽰灯。
* 形参: _no 指⽰灯序号，范围 1 - 4
* 返回值: ⽆
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_LedOff(uint8_t _no)
{
if (_no == 1)
{
HC574_SetPin(LED1, 1);
}
else if (_no == 2)
{
HC574_SetPin(LED2, 1);
}
else if (_no == 3)
{
HC574_SetPin(LED3, 1);
}
else if (_no == 4)
{
HC574_SetPin(LED4, 1);
}
}
函数描述：
此函数主要⽤于熄灭LED。
函数参数：
第1个参数⽤于指定熄灭那个LED，范围1-4。
使⽤举例：
此函数的使⽤⽐较简单，需要调⽤的时候直接调⽤即可。另外使⽤前记得先调⽤函数bsp_InitExtIO()和bsp_InitLed。
18.4.4 函数bsp_LedToggle
函数原型：
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: bsp_LedToggle
* 功能说明: 翻转指定的LED指⽰灯。
* 形参: _no 指⽰灯序号，范围 1 - 4
* 返回值: 按键代码
*********************************************************************************************************
*/
void bsp_LedToggle(uint8_t _no)
{
uint32_t pin;
if (_no == 1)
pin = LED1;
}
else if (_no == 2)
{
pin = LED2;
}
else if (_no == 3)
{
pin = LED3;
}
平面音响else if (_no == 4)
{
pin = LED4;
}
else
{
return;
}
if (HC574_GetPin(pin))
{
HC574_SetPin(pin, 0);
}
else
{
HC574_SetPin(pin, 1);
}
}
函数描述：
此函数主要⽤于翻转LED。
函数参数：
第1个参数⽤于指定翻转那个LED，范围1-4。
卷盘
使⽤举例：
此函数的使⽤⽐较简单，需要调⽤的时候直接调⽤即可。另外使⽤前记得先调⽤函数bsp_InitExtIO()和bsp_InitLed。
18.4.5 函数bsp_IsLedOn
函数原型：
/*
毛竹片
*********************************************************************************************************
* 函数名: bsp_IsLedOn
* 功能说明: 判断LED指⽰灯是否已经点亮。
* 形参: _no 指⽰灯序号，范围 1 - 4
* 返回值: 1表⽰已经点亮，0表⽰未点亮
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t bsp_IsLedOn(uint8_t _no)
{
光控密码锁uint32_t pin;
if (_no == 1)
{
pin = LED1;
}
else if (_no == 2)
{
pin = LED2;
}
else if (_no == 3)
{
pin = LED3;
}
else if (_no == 4)
{
pin = LED4;
}
else
{
return0;
}
if (HC574_GetPin(pin))
{
return0; /* 灭 */
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