在本章中，我们将通过代码控制 ALIENTEK 阿波罗 STM32 开发板上的两个 LED 灯 DS0 和 DS1 交替闪烁，实现类似跑马灯的效果。

一、 STM32F4 IO 口简介

  这部分内容可参考STM32F4 | GPIO工作原理和配置。

二、硬件设计

  本章用到的硬件只有 LED（DS0 和 DS1）。其电路在 ALIENTEK 阿波罗 STM32 开发板上默认是已经连接好了的。DS0 接 PB1，DS1 接 PB0。所以在硬件上不需要动任何东西。其连接原理图如下：

三、软件设计

  我们直接复制前面创建好的工程模板——库函数版本，将复制过来的模板文件夹重新命名为“1-跑马灯实验”。在模板里面的 HALLIB 分组下面，我们引入了所有的 HAL 库源文件和对应的头文件，如下图所示：

实际上，这些大家可以根据工程需要添加。跑马灯实验我们一共使用到 HAL 库中 9 个源文件，其他不用的源文件大家可以直接在工程中删除。这样可以大大减少工程编译时间。
  在工程根目录文件夹下面新建一个 HARDWARE 的文件夹，用来存储与硬件相关的代码。然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个 LED 文件夹，用来存放与 LED 相关的代码。

  接下来， 我们回到我们的工程，新建一个文件，然后保存在HARDWARE->LED 文件夹下面，保存为 led.c，

  在led.c文件中输入以下代码：

#include "led.h"

/*
函数名称：LED_Init
函数作用：LED初始化配置
输		入：无
输		出：无
*/
void LED_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure; //定义结构体变量，结构体成员为GPIO的相关模式和状态
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //开启 GPIOB 时钟
	
	//设置多个IO口，并且在同一个分组下，并且每个IO的配置都是一样的，就可以通过“|”来设置
	GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1; //指定IO口：PB1,0
	GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //模式设置：推挽输出；GPIO_MODE_OUTPUT_OD是开漏输出
	GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上下拉设置：上拉
	GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //速度设置：高速
	
	
	HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);
	
	//设置一组 IO 口中的一个或者多个 IO 口的电平状态
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET); //PB0 置 1 ，默认灯灭
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET); //PB1 置 1 ，默认灯灭
	
	
}

其头文件为led.h：

#ifndef _LED_H
#define _LED_H
#include "sys.h"

//宏定义LED控制管脚
#define LED0 PBout(1)  //LED0 PB1
#define LED1 PBout(0)  //LED1 PB0

//声明函数
void LED_Init(void);
#endif

  我们在 Manage Project Itmes 管理里面新建一个 HARDWARE的组，并把 led.c 加入到这个组里面。

再将 led.h 头文件的路径加入到工程里面

  打开main.c文件，编写如下：

/*
实验：跑马灯实验
实验现象：LED0 和 LED1 循环闪烁
*/
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"


int main(void)
{
	HAL_Init(); //初始化HAL库
	Stm32_Clock_Init(360,25,2,8); //设置时钟，180MHz
	delay_init(180); 
	LED_Init();
	
	while (1)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET); //LED0 亮
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET); //LED1 灭
		delay_ms(500); //延时 500ms
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET); //LED0 灭
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET); //LED1 亮
		delay_ms(500);		
	}

}

至此，整个程序就编写完成，我们编译一下，如下图所示：

1.位带操作（F7除外）

  位操作原理： 把每个比特膨胀为一个32位的字，当访问这些字的时候就达到了访问比特的目的，比如说BSRR寄存器有32个位，那么可以映射到32个地址上，我们去访问（读-改-写）这32个地址就达到访问32个比特的目的。

位带操作的优越性：
  修改 main()函数，直接通过位带操作达到同样的效果，位带操作的代码如下：

int main(void)
{ 
	HAL_Init(); //初始化 HAL 库 
	Stm32_Clock_Init(360,25,2,8); //设置时钟,180Mhz
	delay_init(180); //初始化延时函数
	LED_Init(); //初始化 LED 

	while(1)
	{
		LED0=0; //LED0 亮
		LED1=1; //LED1 灭
		delay_ms(500);
		LED0=1; //LED0 灭
		LED1=0; //LED1 亮
		delay_ms(500);
	}
}

当然，我们也可以通过直接操作相关寄存器的方法来设置 IO，我们只需要将主函数main.c修改为如下内容：

int main(void)
{ 
	HAL_Init(); //初始化 HAL 库 
	Stm32_Clock_Init(360,25,2,8); //设置时钟,180Mhz
	delay_init(180); //初始化延时函数
	LED_Init(); //初始化 LED 

	while(1)
	{
		GPIOB->BSRR=GPIO_PIN_1; //LED0 亮
		GPIOB->BSRR=GPIO_PIN_0<<16; //LED1 灭
		delay_ms(500); //延时 500ms
		GPIOB->BSRR=GPIO_PIN_1<<16; //LED0 灭
		GPIOB->BSRR=GPIO_PIN_0; //LED1 亮
		delay_ms(500); //延时 500ms
	}
}

四、实验现象

  使用 USB 线将开发板和电脑连接成功后（电脑能识别开发板上 CH340 串口），把编译后产生的.hex 文件烧入到芯片内。实验现象：LED0 和 LED1 循环闪烁。

五、STM32CubeMX 配置 IO 口输入

  使用STM32CubeMX 配置 GPIO 口的步骤如下：

1. 第一步，打开 STM32CubeMX 工具，在引脚图中选择要配置的 IO 口。这里我们选择 PB0为例，在弹出的下拉菜单中选择要配置的 IO 口模式，如下图所示：
   
   从上图可以看出，这里我们除了配置 IO 口为输入输出之外，还可以选择 IO 口的复用功能或者作为外部中断引脚功能，比如我们要选择 IO 口复用为 ADC1 的通道 8 引脚，那么我们只需要选选项 ADC1_IN8 即可。对于本章跑马灯实验，PB0 是作为输出，所以我们选 GPIO_Output即可。

2. 第二步，进入 Configuration->GPIO，在弹出的界面配置 IO 口的详细参数。如下图所示：
   
   在 IO 口详细参数配置界面，点击我们要配置的 IO 口，会在窗口下方显示该 IO 口配置的详细参数表，下面我们依次来解释这些配置项的含义：

   • 选项GPIO output level用来设置IO口初始化电平状态为High(高电平)还是Low(低电平)。本实验我们设置为默认输出高 High。
   • 选项 GPIO mode 用来设置输出模式为 Output Push Pull(推挽)还是 Output Open Drain（开漏）。本实验我们设置为推挽输出 Output Push Pull。
   • 选项 GPIO Pull-up/Pull-down 用来设置 IO 口是上拉/下拉/没有上下拉。本实验我们设置为上拉（Pull-up）。
   • 选项Mzximum ouput speed用来设置输出速度为高速(Hign)/快速(Fast)/中速(Medium)/低速(Low)。本实验我们设置为高速 High。
   • 选项 User Label 是用来设置初始化的 IO 口 Pin 值为我们自定义的宏，一般情况我们可以不用设置。

3. 生成工程源码。接下来打开工程的 main.c 文件可以看到，该文件内部由 STM32CubeMX 生成了函数 MX_GPIO_Init，内容如下：

   void MX_GPIO_Init(void)
   {
   
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   
     /* GPIO Ports Clock Enable */
    // __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
   
     /*Configure GPIO pin Output Level */
     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
   
     /*Configure GPIO pins : PB0 PB1 */
     GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;
     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
     GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
     HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
   
   }
   

  该函数的作用跟前面讲解的跑马灯实验中 LED_Init 函数作用一模一样，有兴趣的同学可以直接修改跑马灯实验工程源码，把 LED_Init 函数内容修改为 MX_GPIO_Init 内容，大家会发现实验效果一模一样。
  一般情况下，STM32CubeMX 的主要作用是配置时钟系统和外设初始化函数。所以我们对外设进行配置之后，生成外设初始化代码，然后把该代码应用到我们工程即可。