上篇針對GPIO做了詳細的說明，沒看過的先去[Day 7]-【STM32系列】淺入淺出之 General Purpose Input/Output 介紹 (上)再來

今天要來實作在CubeMX上我們是如何設置GPIO PIN腳以及設定開漏（open-drain，漏極開路）和推輓（push-pull）等等功能，還有修改暫存器的數值，函數的調用等等。那廢話不多說直接開始吧。

需要準備的材料有

• STM32 開發板一枚
• usb mini 線材一條
• 麵包板一塊(我使用830孔)
• LED 發光二極體至少8(最好準備多一點)
• 100Ω 限流電阻至少8(跟LED數量一樣)
• 跳線、排線、排針連接 Nucleo-64 boards

搭拉！

因為控制IO搭配LED觀察HIGH、LOW比較方便
所以我用麵包板接了一排LED出來
今日目標就是它！

附上電路圖

圖中沒有標示出來，但兩邊的接地端(Gnd)要接在一起哦，
所以最下面的GND還要拉一條線到STM32 Board 的 GND，
驅動LED時接地才有電流流回形成迴路。

接著將 GPIOB 的 0 ~ 15 pin，與 LED 對接，
當pin腳輸出HIGH，LED為ON，當pin腳輸出LOW，LED為OFF。

對！你沒聽錯！你要一條一條線拉出來排成 PB0 ~ PB15
光是查接腳圖就快死了，誰叫這顆接腳也不是按照順序啊
重點是這拉完之後很亂很醜啊！！

懶得花錢買點電路板的我於是決定自行土炮了一個

(不喜勿噴XD

：-此系列由STM32CUBEIDE編寫。如果你是使用其他任何的IDE，程式仍然可以運行。但是你必須自行編寫一些項目

Setup

開啟CubeMX並新建專案.

選擇上次已經加到我的最愛裡的晶片，滑鼠連按兩下LQFP64包裝的晶片，進入設定頁面

想要控制GPIO首先要先選擇要使用的IO腳和IO腳將要配置的功能
個別點選PA0~PA7，設置GPIO_Output，並打開外部Clock、debug功能

設定MCU速度32MHz

打開GPIO項，選擇任一Pin腳配置

• GPIO output level ：Low 、 High
• GPIO mode：Output Push Pull、Output Open Drain
• GPIO Pull-up/Pull-down：No pull-up and no-down、Pull up、Pull down
• Maxinum output speed：Low、High
• User Label：使用者可自訂義tag的部分
  

生成文件

1.專案名稱
2.存放路徑
3.用來撰寫的IDE
4.按ok生成並直接open project

怕大家忘記再提醒一下在 按右鍵選Add New Item to Group 'Application/User'
選擇 C File
Name 輸入: mycodes.c
Location 選擇 Src
按 Add 按鍵

接著在main.c定義void mycodes(void);函式

main主程式中相同的位置加入mycodes();
當初始化完成就會執行我們的程式

// 複製程式碼
#include "main.h"
#include "stm32l0xx_hal.h"

void mycodes(void){

	while(1){


    }
}

我們自己的code就寫在這個mycodes.c裡面，這樣寫的好處不僅程式碼方便觀看，也不怕重新生成後因為忘記沒寫在begin end裡面被消失

編譯燒錄吧！

0 Error(s), 0 Warning(s)

HAL_GPIO functions

接下來要說說HAL庫裡提供了甚麼函數供我們使用~

一共有8種方法可以讓我們做使用，
這裡控制LED只介紹兩種~~(好偷懶~~
常用的Write、Toggle：

1.) -Write Pin - 控制單一 GPIO Pinout 為 HIGH or LOW

HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)

GPIOx：可以是GPIOA、GPIOB、GPIOC
GPIO_Pin：GPIO_PIN_0、GPIO_PIN_1、GPIO_PIN_3...以此類推，最多看GPIOx支援到多少
PinState：GPIO_PIN_RESET為Low、GPIO_PIN_SET為High

我們將 PB5 為 HIGH 維持 5 秒鐘，LOW 維持 5 秒鐘
這裡需要用到 Delay 函式

void HAL_Delay(__IO uint32_t Delay)
HAL_Delay(x)：延遲x毫秒，32位正整數寬

//GPIOB LED(HAL_GPIO_WritePin)
#include "main.h"
#include "stm32l0xx_hal.h"

void mycodes(void){

	while(1){
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);	//PA5 High
		HAL_Delay(500);// Delay 500ms
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);//PA5 Low
		HAL_Delay(500);// Delay 500ms
	}
}

可以看到PB5 HIGH、LOW的變化在LED上囉！

2.) -Toggle Pin - 切換 GPIO 目前的狀態。如果目前為HIGH則轉為LOW、為LOW則轉為HIGH

HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

GPIOx：可以是GPIOA、GPIOB、GPIOC
GPIO_Pin：GPIO_PIN_0、GPIO_PIN_1、GPIO_PIN_3...以此類推，最多看GPIOx支援到多少

一樣讓 LED 為 HIGH、LOW 間隔500ms

//GPIOB LED閃爍電路(HAL_GPIO_TogglePin)
#include "main.h"
#include "stm32l0xx_hal.h"

void mycodes(void){

	while(1){
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_5);	//PA5 High
		HAL_Delay(500);// Delay 500ms
	}
}

結果應該是一樣滴！

但是你知道，一條指令就那麼長，有沒有辦法把它縮短呢？
當然有！這裡用一個小技巧，用#define來對函數進行“定義”，舉例來說：

#define 為定義，
定義HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET); 為 PB5_H
定義HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); 為 PB5_L

代表以後如果我們需要PB5為HIGH，不用再打一長串的指令，事先定義好就可以使用自己的命名：

#define PB5_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
#define PB5_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);

//GPIOB LED閃爍電路(#define 縮短指令)
#include "main.h"
#include "stm32l0xx_hal.h"

#define PB5_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
#define PB5_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);

void mycodes(void){

	while(1){
		PB5_H	//PB5 High
		HAL_Delay(500);// Delay 500ms
		PB5_L	//PB5 Low
		HAL_Delay(500);// Delay 500ms
		
	}
}

照著個方式把所有的GPIOB 0~15定義出來：

#define PB0_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
#define PB0_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
#define PB1_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
#define PB1_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
#define PB2_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
#define PB2_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
#define PB3_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_SET);
#define PB3_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
                                ·
                                ·
                                ·
#define PB15_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
#define PB15_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);

來實際做一些變化~

#include "main.h"
#include "stm32l0xx_hal.h"

#define PB0_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
#define PB0_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
                                ·
                                ·
                                ·
#define PB15_H HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);
#define PB15_L HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);

void mycodes(void){

	while(1){
		PB0_H;	PB1_H;	PB2_H;	PB3_H;	//PB0 ~ PB3 HIGH
		HAL_Delay(500);									// Delay 500ms
		PB4_H;	PB5_H;	PB6_H;	PB7_H;	//PB4 ~ PB7 HIGH
		HAL_Delay(500);									// Delay 500ms
		PB8_H;	PB9_H;	PB10_H;	PB11_H;	//PB8 ~ PB11 HIGH
		HAL_Delay(500);									// Delay 500ms
		PB12_H;	PB13_H;	PB14_H;	PB15_H;	//PB12 ~ PB15 HIGH
		HAL_Delay(500);									// Delay 500ms
		
		PB0_L;	PB1_L;	PB2_L;	PB3_L;	//PB0 ~ PB3 LOW
		HAL_Delay(500);									// Delay 500ms
		PB4_L;	PB5_L;	PB6_L;	PB7_L;	//PB4 ~ PB7 LOW
		HAL_Delay(500);									// Delay 500ms
		PB8_L;	PB9_L;	PB10_L;	PB11_L;	//PB8 ~ PB11 LOW
		HAL_Delay(500);									// Delay 500ms
		PB12_L;	PB13_L;	PB14_L;	PB15_L;	//PB12 ~ PB15 LOW
		HAL_Delay(500);									// Delay 500ms
	}
}

看程式碼，我讓LED先亮四顆PB0~PB3、接著再亮四顆PB4~PB7

接續亮下去，然後再暗回來，差不多做到這裡，大家應該有些概念了吧！

GPIO Register

可是你說，每次控制IO都要先#define會不會太麻煩
整體控制來很沒有效率，一整個是土法煉鋼，有沒有更好的辦法呢？
當然有！這樣說當然就是有啦~XD

還記得昨天我們說過，GPIOx的每一組暫存器都是32位寬，每個GPIO底下都有自己的多組暫存器來記錄當前的值，例如IDR、ODR、BSRR、BRR...等等。用法也非常簡單如下：

//GPIOB LED(控制暫存器)
#include "main.h"
#include "stm32l0xx_hal.h"

void mycodes(void){

	while(1){
		GPIOB->BSRR = (1<<5);
        HAL_Delay(500);
		GPIOB->BRR = (1<<5);
        HAL_Delay(500);
	}
}

GPIOB->BSRR：控制GPIOB的BSRR暫存器，BSRR可以針對某一個pin腳改動它的值為High
GPIOB->BRR：控制GPIOB的BRR暫存器，BRR可以針對某一個pin腳改動它的值為Low

(1<<5)：1左移5位，所以是從PB0 --> PB5，PB5為High

這裡要注意一點，BRR、BSRR只會針對單一pin腳更動它的HIGH、LOW，並不會影響其他未被配置的值
甚麼意思？假如今天你塞了GPIOB->BSRR = 5，以二進制來說它是0101，所以PB0和PB2會被點亮，其餘IO不論原先是HIGH或LOW會保持原先的狀態，並不會被影響。這種特性在BRR上也是如此。

//GPIOB LED(控制暫存器)
#include "main.h"
#include "stm32l0xx_hal.h"

void mycodes(void){
int i;
	while(1){
        for(i=0;i<16;i++){
		GPIOB->BSRR = (1<<i);
        HAL_Delay(50);
        }
        
        for(i=0;i<16;i++){
		GPIOB->BRR = (1<<i);
        HAL_Delay(50);
        }
        
	}
}

我這裡寫了一個for迴圈，隨著變數 i 的增加，GPIO會逐一被點亮，點滅。

但是！使用GPIOB -> ODR 將會變動整個暫存器的值~

//GPIOB LED(控制暫存器)
#include "main.h"
#include "stm32l0xx_hal.h"

void mycodes(void){
int i;
	while(1){
        for(i=0;i<=15;i++)
        {
            GPIOB -> ODR = (1<<i);
            HAL_Delay(50);
        }
        for(b=14;b>=1;b--)
        {
        GPIOB -> ODR = (1<<i);
        HAL_Delay(50);
        }
	}
}

一樣的方法，只是換成丟給 ODR ，像這樣亮過去亮回來，會更動暫存器整個的值。

以上這些是基本GPIO使用LED的方法與技巧，
剛開始就這樣會不會太難XDD，
可以試試看用不同的方式會有不同的結果
請熟悉以上這些方法，之後會有更多應用哦！

本文先到這裡，下台一鞠躬！

相關連結

• STM32CubeMX連結
  https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html
• Keil MDK Version 5官網
  https://www2.keil.com/mdk5
• ST LINK 燒錄器程式
  https://www.st.com/content/st_com/en/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-programmers/stsw-link004.html

• STM32 Nucleo-64 boards (MB1136)資料手冊
  https://www.st.com/resource/en/user_manual/dm00105823-stm32-nucleo-64-boards-mb1136-stmicroelectronics.pdf
• STM32L053R8 datasheet
  https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32l053r8.pdf
• RM0367 Reference manual Ultra-low-power STM32L0x3 advanced Arm®-based 32-bit MCUs
  https://www.st.com/resource/en/reference_manual/dm00095744-ultra-low-power-stm32l0x3-advanced-arm-based-32-bit-mcus-stmicroelectronics.pdf
• ARM Mbed官網介紹 - NUCLEO-L053R8
  https://os.mbed.com/platforms/ST-Nucleo-L053R8/
• STM32 官網介紹 - STM32L053R8
  https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32l053r8.html#overview

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結語

實在是想不到甚麼文案啊...