STM32CubeMX系列之GPIO教程
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教程目標
使用 STM32CubeMX 配置 STM32F407ZGT6 的 GPIO 引腳為輸入和輸出模式。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/202506/471286.htm實現 LED 閃爍程序。
通過按鍵控制 LED 的開關狀態。
使用 STM32CubeIDE 編寫和調試代碼。
準備工作
硬件： STM32F407ZGT6開發板（如STM32F4野火霸天虎開發板）。 LED和按鍵， J-Link 調試器。 USB 數據線（用于供電和調試）。
軟件： STM32CubeMX（最新版本，ST 官網下載）。 STM32CubeIDE（最新版本，ST 官網下載）。 STM32CubeF4 固件包（在 STM32CubeMX 中自動下載或從 ST 官網獲取）。
硬件連接： LED：負極接電阻連接引腳 PF6，PF7，PF8，正極接3.3V。 按鍵：一端接 PA0，PC13，另一端接 3.3V。
LED設計
按鍵設計
步驟 1：創建新項目
打開 STM32CubeMX： 啟動 STM32CubeMX，點擊 File > New Project。 在 MCU Selector 中搜索并選擇 STM32F407ZGT6。 點擊 OK 創建項目。
選擇外部高速晶振（HSE）
選擇按鍵和LED引腳，PA0,PC13為按鍵輸入管腳，選擇GPIO_INPUT模式。PF6,PF7,PF8為LED輸出控制管腳，選擇GPIO_OUTPUT模式。配置 LED 引腳（輸出）： 在 Pinout View 中，找到 PF6,PF7,PF8。 左鍵點擊 PF6,PF7,PF8，選擇 GPIO_Output。 在 Configuration > GPIO 中，選擇 PF6,PF7,PF8，設置： GPIO mode: Output Push Pull（推挽輸出）。 GPIO Pull-up/Pull-down: pull-down。 Maximum output speed: Low（低速，適合 LED）。 User Label: 輸入 LED_R、LED_G、LED_B（方便代碼識別）。 點擊 Apply。
點擊Clock Configuration配置系統時鐘為168M最高速度。在 Pinout & Configuration 選項卡，點擊 System Core > RCC。設置 High Speed Clock (HSE) 為 Crystal/Ceramic Resonator（STM32F4野火霸天虎開發板使用25MHz 外部晶振）。切換到 Clock Configuration 選項卡： 設置 HCLK 為 168 MHz（STM32F407 的最大主頻）。 配置 PLL：輸入 25 MHz（HSE），設置 PLL_M = 25，PLL_N = 336，PLL_P = 2，得到 168 MHz。 確認后按 Enter 保存。
步驟 2：生成代碼
項目設置： 點擊 Project Manager 選項卡。 設置項目名稱（KEY_LED）和保存路徑。 選擇 Toolchain/IDE 為 STM32CubeIDE。 勾選 Generated peripheral initialization as a pair of '.c/.h' files per IP。
生成代碼： 點擊 Generate Code。 STM32CubeMX 生成項目文件后，點擊 Yes 打開 STM32CubeIDE。
步驟 3：編寫代碼
打開 STM32CubeIDE： 項目自動加載，打開 Core > Src > main.c。
實現 LED 閃爍： 在 main.c 的 /* USER CODE BEGIN 3 */ 和 /* USER CODE END 3 */ 之間的 while(1) 循環中添加：
HAL_GPIO_TogglePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin); // 切換 LED 狀態
HAL_GPIO_TogglePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin); // 切換 LED 狀態
HAL_GPIO_TogglePin(LED_B_GPIO_Port, LED_B_Pin); // 切換 LED 狀態
HAL_Delay(500); // 延時 500ms
3.實現按鍵控制 LED： 替換 while(1) 循環中的代碼為：
if (HAL_GPIO_ReadPin(SW1_GPIO_Port, SW1_Pin) == GPIO_PIN_SET) { HAL_GPIO_WritePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin, GPIO_PIN_SET); // 按下點亮
} else { HAL_GPIO_WritePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin, GPIO_PIN_RESET); // 松開熄滅
}
步驟 4：編譯與燒錄
編譯項目： 在 STM32CubeIDE 中點擊 Build（錘子圖標）。
連接硬件： 使用 USB 線連接STM32F4野火霸天虎開發板（或 J-Link 連接自定義板）。 確保設備被識別。
燒錄程序： 點擊 Run > Run 或調試按鈕（綠色播放圖標）。 程序燒錄后，LED 將根據按鍵狀態點亮/熄滅，或以 500ms 間隔閃爍（取決于代碼）。
測試： 按下 PA0 按鍵，LED 應點亮；松開后熄滅。 若實現閃爍功能，LED 每 500ms 切換狀態。
步驟 6：高級配置（可選）
多 LED 配置： STM32F4野火霸天虎開發板板有3個 LED（PD12 綠色，PD13 橙色，PD14 紅色，PD15 藍色）。 在 STM32CubeMX 中將 PF6、PF7、PF8配置為 GPIO_Output，并命名為 LED_R、LED_G、LED_B。 修改代碼實現多 LED 流水燈效果：
while (1) { HAL_GPIO_WritePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(200); HAL_GPIO_WritePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(200); HAL_GPIO_WritePin(LED_G_GPIO_Port, LED_G_Pin, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(LED_B_GPIO_Port, LED_B_Pin, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(200); HAL_GPIO_WritePin(LED_B_GPIO_Port, LED_B_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
外部中斷（按鍵觸發）： 在 STM32CubeMX 中，將 PA0 配置為 GPIO_EXTI0。 在 NVIC 選項卡啟用 EXTI line 0 interrupt。 在 main.c 中實現中斷回調：
/* USER CODE BEGIN 4 */void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { if (GPIO_Pin == SW1_Pin) {
HAL_GPIO_TogglePin(LED_R_GPIO_Port, LED_R_Pin); // 按鍵按下切換 LED 狀態
}
}/* USER CODE END 4 */
移除 while(1) 循環中的按鍵檢測代碼，中斷將自動處理。
GPIO 模式選擇： 推挽輸出：適合驅動 LED。 開漏輸出：適合 I2C 或需要外部上拉的場景。 輸入上拉/下拉：根據按鍵電路選擇，避免浮空狀態。
注意事項
引腳沖突：確保所選引腳未被其他外設占用（查看 STM32F407ZGT6 數據手冊或 CubeMX 的引腳視圖）。
電源：STM32F4野火霸天虎開發板通過 USB 供電，若使用外部 LED，確保電流不超過引腳限制（通常 20mA）。
調試：使用 STM32CubeIDE 的調試模式，設置斷點觀察 GPIO 狀態。
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