- 实例解析
- Debug在线调试
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1.实例解析
1.1 实验目标
当KEY2按键按下,LED2灯点亮。
当KEY2按键断开,LED2灯灭;
1.2 分析按键KEY2硬件电路
从图1得知,按键KEY2与控制器端口的PD13连接;当按键KEY2按下时,即可给PD13引脚输入一个低电平信号;
1.3 分析PD13端口内部输入原理
按键KEY2按下,则输入0电平给PD13端口,PD13端口设置为输入模式后,读入0电平状态,选择上拉模式,VSS导通,经过TTL肖恩施密特触发器,输入数据寄存器IDR13的值是0;
输入寄存器IDR低16位,仅支持可读;不支持可写;
1.4 分析PD13端口的图形化配置参数
从外设按键电路到端口内部原理图,我们已经能够确定端口PD13的工作模式是输入模式,图形化配置步骤如图4-1和图4-2所示;
1.5 函数调用实现按键读取
调用函数HAL_GPIO_ReadPin( ),从IDR寄存器第13位读取电平值是0,表示按键已经按下;延时函数HAL_Delay(1000),为了防止按键抖动;延时1秒,再次调用函数,判断是否读取到0电平值;如果电平值是0,则调用函数HAL_GPIO_WritePin()完成LED2灯点亮;
函数介绍:https://www.jianshu.com/p/8d2aea894573
mian函数中补充代码如下:
if( HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin)== GPIO_PIN_SET)
{
HAL_Delay(1000);
if( HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin)== GPIO_PIN_SET)
HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin , GPIO_PIN_SET);
}
else
HAL_GPIO_WritePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin , GPIO_PIN_RESET);
1.6 分析LED灯硬件电路
如图5-1所示,LED2与控制器端口的PE6连接,发光二极管右侧连接V33电源,当PE6端口输出低电平时,二极管导通,LED2灯点亮;通过分析外部硬件电路,查阅芯片手册资料,如图5-2所示,当GPIOE端口是输出模式时,内部输出寄存器ODR被激活,写入数据,此时ODR弱上拉和弱下拉电阻被禁止;
1.7 分析PE6端口内部输出原理
实例工程项目的核心代码如图6所示:
实验结果的照片如图7所示:
2.Debug在线调试
编程结束之后,拨码开关到BOOT端,进行程序下载,KEIL5界面下,点击工具栏d,开启在线调试;同时打开Peripherals—System Viewers——GPIOE,GPIOD,
当KEY2按键按下时,可同步观察寄存器GPIOD IDR寄存器第13位的数据变为0,函数HAL_GPIO_ReadPin返回GPIO_PIN_SET,if条件判断成立,点亮LED2灯;
同理,可进行对GPIOE寄存器的在线调试;打开GPIOE寄存器窗口,如图9-1所示,GPIOE寄存器配置为输出模式,上电后ODR寄存器初值0xFFFFFFFF,IDR寄存器初值是0xFFFFFFFF;
当按键按下,程序运行到第104行,ODR寄存器的值改变为0x00000000,同时,IDR寄存器的初值改变为0x0000FFBF,IDR_6位的值变为0;如图9-2所示;验证了当GPIO配置为输出模式时,出现在I/O脚上的数据在每个APB2时钟被采样到输入数据寄存器;如图9-3所示;
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总结:注重分析步骤,运用模电/数电知识,先分析端口外部的硬件原理图,再分析端口内部的原理图,理解寄存器工作原理,通过图形化配置理解寄存器参数的物理意义;生成工程以后,在HAL库文件夹中找到与寄存器配置相关的函数,分析函数参数与寄存器参数的对应关系;
图形化配置是为了简化软件代码的部分工作,不要将注意力仅仅放在函数调用和快速组织用户代码上;
初学者应该注重学习硬件原理,寄存器功能和物理意义,寄存器配置参数和函数调用参数的对应关系;通过在线调试,单步运行,观察寄存器初值变化,是快速理解硬件原理的有效手段。