三、GPIO口

news2024/9/22 0:51:10

我们在刚接触C语言时，写的第一个程序必定是hello world，其他的编程语言也是这样类似的代码是告诉我们进入了编程的世界，在单片机中也不例外，不过我们的传统就是点亮第一个LED灯，点亮电阻，电容的兄弟，也是挺厉害🤭的但是没有必要。

一、创建工程

在这一章中，我们将了解到这款芯片的初始化配置，我们参考了网上的一些资料，和沁恒官方所提供的手册和例程

如果还不了解使用这款芯片所用的软件和如何新建工程，可以去阅读专栏的前面两章阅读的地址我放在下面：
1.软件安装https://blog.csdn.net/jzkj201/article/details/140397936

2.创建工程https://blog.csdn.net/jzkj201/article/details/140443312

二、这篇文章能了解什么

我们在正式开始点亮第一个LED灯前，先了解一下读了这篇能获得什么：

部分GPIO库函数的解读
GPIO的初始化
GPIO函数的写操作
延迟函数
代码程序

2.1 部分GPIO库函数的解读

找到图片的位置我们就可以看到，这款RISC-V架构的单片机的库函数了，学过STM32标准库的小伙伴，我相信你们也可以快速读懂库函数的。

2.2 GPIO的初始化

为了方便程序的代码的管理，我新建了一个文件夹，用于放置相关代码的初始化和代码。感兴趣的小伙伴，可以自己搜索如何设置，后续我也会出相关的教程。如果现在不知道怎么创建的小伙伴，可以将初始化的代码，复制到int man（）里面while函数的上面，就可以完成GPIO的初始化。

下面我们就来看看这些代码表示什么意思。

void LED_Init(){
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

1.声明并初始化GPIO初始化结构体:

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
GPIO_InitTypeDef 是一个结构体类型，用于存储GPIO初始化的配置参数。
GPIO_InitStructure = {0}; 将这个结构体初始化为0，以确保所有成员变量都被设置为默认值。

2.使能GPIOA的时钟:

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd() 函数用于使能或失能外设的时钟。
RCC_APB2Periph_GPIOA 是GPIOA端口的时钟。
ENABLE 参数表示使能这个时钟。使能GPIOA的时钟是必要的，因为在配置和使用GPIOA引脚之前，必须先使能它的时钟。

3.配置GPIO引脚:
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 指定要初始化的引脚为GPIOA的引脚0和引脚1。通过使用位或运算符|，可以同时选择多个引脚。

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Mode_Out_PP 设置引脚模式为推挽输出模式。（小伙伴们可以去了解数据手册中的其他几个输出模式）

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Speed_50MHz 设置引脚的速度为50MHz。速度配置决定了引脚的最大切换速度，即引脚能够多快地从高电平切换到低电平或者反之。50MHz是较高的切换速度，适用于快速开关操作。

4.调用官方的库函数:

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_Init() 函数使用上面设置的参数初始化GPIOA的引脚。

GPIOA 是要初始化的GPIO端口。&GPIO_InitStructure 是一个指向结构体的指针，该结构体包含初始化参数。
通过这个函数，GPIOA的引脚0和引脚1被配置为推挽输出模式，并准备以50MHz的速度操作。这些引脚现在可以用来控制LED或者其他输出设备。

2.3 GPIO函数的写操作

初始化GPIO口后，现在就可以对LED灯进行操作，在操作前我们先看看"ch32v30x_gpio.h"中的

void GPIO_WriteBit(GPI_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);这两个函数.

GPIO_WriteBit函数

参数说明：

GPIOx：指向GPIO端口基地址的指针，可以是GPIOA到GPIOG之一。
GPIO_Pin：要写入的端口引脚，可以是GPIO_Pin_x，其中x可以是0到15。
BitVal：要写入引脚的值，可以是Bit_RESET或Bit_SET。

功能实现：

判断BitVal是否为Bit_RESET。如果不是Bit_RESET，即为Bit_SET：
GPIOx->BSHR = GPIO_Pin; 将选定的引脚置位（设置为高电平）。
否则（BitVal为Bit_RESET）：
GPIOx->BCR = GPIO_Pin; 将选定的引脚清零（设置为低电平）

GPIO_WriteBit函数

参数说明：

GPIOx：指向GPIO端口基地址的指针，可以是GPIOA到GPIOG之一。
PortVal：要写入端口输出数据寄存器的值。

功能实现：

GPIOx->OUTDR = PortVal; 将PortVal的值写入到指定的GPIO端口的输出数据寄存器（OUTDR）。这会一次性地设置该端口所有引脚的状态。

2.4 延迟函数

了解GPIO写操作的相关函数后，我们就来了解一下沁恒微电子官方给我提供的一些延迟函数，方便后续的LED灯的闪烁，流水灯，跑马灯等程序的编写。有关与延迟函数的库在debug.h中

void Delay_Init(void)

void Delay_Us(uint32_t n)

void Delay_Ms(uint32_t n)

Delay_Init 函数

初始化延迟功能，计算并设置延迟计数变量。

功能：

SystemCoreClock 是系统核心时钟的频率。
p_us 是系统核心时钟频率除以8000000的结果，表示每个微秒的计数值。
p_ms 是每个微秒的计数值乘以1000，表示每个毫秒的计数值。

Delay_Us 函数

实现微秒级延迟。

清除SysTick状态寄存器的第0位。
计算延迟计数值 i，等于 n（微秒数）乘以 p_us。
将计数值 i 写入SysTick的比较寄存器（CMP）。
设置SysTick控制寄存器：
第4位：使能SysTick定时器。
第5位和第0位：启动SysTick定时器。
等待直到SysTick状态寄存器的第0位被置位，表示延迟结束。
清除SysTick控制寄存器的第0位，停止定时器。

Delay_Ms 函数

实现毫秒级延迟。

清除SysTick状态寄存器的第0位。
计算延迟计数值 i，等于 n（毫秒数）乘以 p_ms。
将计数值 i 写入SysTick的比较寄存器（CMP）。
设置SysTick控制寄存器：
第4位：使能SysTick定时器。
第5位和第0位：启动SysTick定时器。
等待直到SysTick状态寄存器的第0位被置位，表示延迟结束。
清除SysTick控制寄存器的第0位，停止定时器。

好了，我们了解了一些基本的函数，那现在就开始来写代码吧。

2.5 代码程序

int main(void)
{
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	SystemCoreClockUpdate();
	Delay_Init();
	USART_Printf_Init(115200);	
	printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
	printf( "ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID() );
	printf("This is printf example\r\n");

	LED_Init();
	while(1)
    {
	        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
	        GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_1, Bit_RESET);
	}
}

以上这段段代码就实现了LED1和LED2的点亮，目前我并没有最main函数内的串口等相关函数进行修改，后续会根据实际情况对main函数内的函数进行精简。

Tips:为什么在给相应的GPIO置低电平的时候LED灯才会亮呢？下面我们只需要看官方给的原理图就能明白，小伙伴根据自己的原理，给出合理的电平信号，来点亮你的LED灯吧。