《嵌入式系统设计（基于STM32F429）》
第5章课后题参考答案
1．列举GPIO的工作模式。
答：
（1）输入浮空模式。
（2）输入上拉模式。
（3）输入下拉模式。
（6）具有上拉/下拉功能的推挽输出模式。
（7）具有上拉/下拉功能的复用功能推挽模式。
（8）具有上拉/下拉功能的复用功能开漏模式。
2．STM32F429系列微控制器每个GPIO端口有__16个__引脚。 3．当引脚被配置为模拟功能模式时，上拉/下拉功能应被_禁止_。
4．当引脚被配置为输出模式，而输出类型被配置为开漏时，引脚要输出高电平，需要__使能引脚上拉功能____。
5．控制引脚输出电平时，需要操作__ODR____寄存器；获取引脚状态需要操作__IDR____寄存器。
6．在stm32f429的库函数中，使能GPIOA时钟，使用的库函数是__RCC_AHB1PeriphClockCmd ( RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE) ____。
7．在stm32f429的库函数中，初始化GPIO功能，使用的库函数是__void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)____。
8．当要同时初始化某个GPIO的1号、2号引脚，赋给GPIO_InitTypeDef结构体类型成员G
PIO_Pin的值是__ GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 ____。
9．在stm32f429的库函数中，读取某个特定GPIO引脚状态，使用的库函数是__uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)____。
10．在stm32f429的库函数中，设定某些特定GPIO引脚输出状态，使用的库函数是__void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) 和void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)____。
11．结合电路说明推挽输出和开漏输出的区别。
答：
在推挽输出下，输出电路中有PMOS和NMOS管组成的推挽结构电路，当ODR寄存器中对应位写‘1’时，NMOS管截止，PMOS管导通，引脚输出高电平。当ODR寄存器中对应位写‘0’时，NMOS管导通，PMOS管截止，引脚输出低电平。
在开漏输出下，输出电路中有只有NMOS管，当ODR寄存器中对应位写‘1’时，NMOS管截止，这是引脚处于浮空状态，必须通过上拉电阻使引脚输出高电平。当ODR寄存器中对应位写‘0’时，NMOS管导通，PMOS管截止，引脚输出低电平。
12．当把引脚配置为模拟输入模式时，那么它是否还具备耐5V功能？
答：
不具备耐5V功能。
此时，引脚输入通道和数字电路隔离，处于模拟电路状态
13．简述片上外设使用初始化流程。
答：
（1）使能GPIO的时钟（非常重要），涉及以下文件。
（2）设置对应于片上外设使用的GPIO工作模式。
（3）如果使用复用功能，需要单独设置每一个GPIO引脚的复用功能。
（4）在应用程序中读取引脚状态、控制引脚输出状态或使用复用功能完成特定功能。
14．编写程序，将GPIOD的1号、3号、5号、7号、9号引脚配置为推挽输出模式，速度为50MHz长江上游，将0、2号、4号、6号、8号引脚配置为上拉输入模式。
答：
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd ( RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_3| GPIO_Pin_5| GPIO_Pin_7| GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0| GPIO_Pin_2| GPIO_Pin_4| GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
15．编写程序，将GPIOD的1号、5号、7号引脚输出高电平，3号、9号引脚输出低电平，并将引脚2号、6号、8号上的状态读到处理器中。
答：
unsigned short int a,b,c;
GPIO_SetBits(GPIOD , GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_5| GPIO_Pin_7) ;
GPIO_ResetBits(GPIOD , GPIO_Pin_3| GPIO_Pin_9) ;
a = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD , GPIO_Pin_2) ;
b = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD , GPIO_Pin_6) ;
c = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD , GPIO_Pin_8) ;
16．有独立按键电路，连接在STM32F429IGT6微控制器的GPIOE的5号引脚，要求在每次生物教具制作
按键后将连接GPIOB的2号引脚上的LED灯反转，电路如图5-16所示。
图5-16 题16电路图
请编写程序实现按键动作的检测，编写以下程序。
（1）主程序。
变异系数（2）连接按键引脚和LED引脚的初始化程序。
（3）按键检测程序。
假设已有延时函数void delay_ms(u16 nms);，此函数可直接调用。
答：
#define KEY_ON 1
#define KEY_OFF 0
（1）
int main(void)
{
delay_init(168); //初始化延时函数
LED_GPIO_Config();
Key_GPIO_Config();
while(1)
{
if( Key_Scan(GPIOE, GPIO_Pin_5) == KEY_ON )
{
GPIO_ToggleBits(GPIOB, GPIO_Pin_2);
}
}
}
（2）
void Key_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
}
void LED_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
(3)
uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)
{ lg km380
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == KEY_ON )
{
delay_ms(100);//去抖动
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin) == KEY_ON)
return KEY_ON;
else
return KEY_OFF;
}
else
return KEY_OFF;
}
17．有矩阵按键，其电路如图5-17所示。
（1）矩阵按键扫描原理和流程图。
（2）编写程序实现矩阵按键控制，按键S1～S4分别对应数字1～4（引脚初始化程序和按键控制程序）。
图5-17 题17电路图
答：
（1）
开始
①将列线设置为输出模式（图中PB0和PB1），并分别在PB0和PB1上输出低电平。行线设置为输入模式（图中PB2和PB3）华丰煤矿吧。都使能上拉。
②读取PB2和PB3状态，判断是否有按键按下。
（判断原则：PB2和PB3都是高电平时，没有按键按下。PB2和PB3有任何一个为低电平是，有按键按下。
判断原理：在没有按键按下去的时候，由于上拉电阻的存在，PB2和PB3都是高电平，读取状态时，PB2=1，PB3=1。如果有按键按下去的话，摸一个行线和列线连接在一起。由于PB0和PB1都为低电平，因此连接在一起的行线会被列线下拉到低电平。这时，在读取PB2和PB3状态时，就不会全是高电平。
例如：当按下S1时，PB1和PB2连在一起，PB2被PB1拉低到低电平。读取PB2和PB3状态时，PB2=0，PB3=1。）
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