STM32单片机外设全攻略：GPIO、定时器等外设深度探索

 # 1. STM32单片机外设概述** STM32单片机外设是其功能强大的组成部分，为嵌入式系统设计提供了广泛的可能性。外设包括GPIO（通用输入/输出端口）、定时器、ADC（模数转换器）、UART（通用异步收发器）和I2C（串行外围接口）等。这些外设使STM32单片机能够与外部设备交互、控制外部信号和处理各种输入和输出任务。 外设的配置和编程对于充分利用STM32单片机的功能至关重要。本指南将深入探讨STM32外设，提供详细的配置和编程说明，以帮助开发人员充分利用这些强大外设。 # 2. GPIO（通用输入/输出端口） ### 2.1 GPIO引脚配置 #### 2.1.1 引脚模式和属性 STM32单片机的GPIO引脚具有多种模式和属性，允许开发者灵活配置引脚的功能。 | 模式 | 描述 | |---|---| | 输入模式 | 引脚作为输入引脚，可以读取外部信号。 | | 输出模式 | 引脚作为输出引脚，可以输出高电平或低电平。 | | 推挽输出模式 | 输出引脚在高电平和低电平之间切换，具有较强的驱动能力。 | | 开漏输出模式 | 输出引脚在高电平时处于高阻态，在低电平时输出低电平，需要外部上拉电阻。 | | 复用模式 | 引脚可以同时作为GPIO引脚和其它外设的引脚，例如定时器或ADC。 | #### 2.1.2 引脚中断配置 GPIO引脚可以配置为中断源，当引脚状态发生变化时触发中断。 | 中断类型 | 描述 | |---|---| | 上升沿中断 | 当引脚从低电平变为高电平时触发中断。 | | 下降沿中断 | 当引脚从高电平变为低电平时触发中断。 | | 任意电平变化中断 | 当引脚状态发生任何变化时触发中断。 | | 电平触发中断 | 当引脚保持在特定电平时触发中断。 | ### 2.2 GPIO编程技巧 #### 2.2.1 GPIO输入输出操作 以下代码演示了如何配置GPIO引脚为输入或输出模式，并进行读写操作： ```c // 配置GPIO引脚为输入模式 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct); // 读取GPIO引脚状态 uint8_t pinState = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_13); // 设置GPIO引脚输出高电平 HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET); // 设置GPIO引脚输出低电平 HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET); ``` #### 2.2.2 GPIO中断处理 以下代码演示了如何配置GPIO引脚中断，并注册中断处理函数： ```c // 配置GPIO引脚中断 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING; HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct); // 注册GPIO中断处理函数 HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn); // GPIO中断处理函数 void EXTI15_10_IRQHandler(void) { // 清除中断标志位 HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_13); // 执行中断处理逻辑 } ``` # 3. 定时器 ### 3.1 定时器概述 #### 3.1.1 定时器类型和功能 STM32单片机提供多种类型的定时器，每种类型都有其独特的特点和功能： | 定时器类型 | 特点 | 功能 | |---|---|---| | 通用定时器（TIM1-TIM17） | 16/32位定时器，支持多种模式 | PWM、捕获/比较、定时器中断 | | 高级定时器（TIM16/TIM17） | 32位定时器，支持更高级的功能 | PWM、捕获/比较、定时器中断、DMA传输 | | 基本定时器（TIM6/TIM7） | 16位定时器，用于基本定时功能 | 时钟计数、定时器中断 | | 看门狗定时器（IWDG） | 独立定时器，用于监控系统运行 | 超时复位 | #### 3.1.2 定时器配置和控制 定时器配置和控制涉及以下关键步骤： 1. **时钟源选择：**选择定时器的时钟源，如APB1或APB2总线