前言
在上一篇中我們介紹了基本的 STM32 GPIO 輸出,並寫了一個簡單的 LED 閃爍程式,還教了 PIO 的多環境設定。
這一篇要接續介紹 LibOpenCM3 的基本 GPIO 輸入寫法,功能爲當按下按鈕時 LED 會亮起。
正文
首先一樣以 Nucleo-F446RE 做示範。
首先建立一個 PIO 的專案,選擇 Framework 爲「libopencm3」,並在 src/
資料夾中新增並開啓 main.c
檔案。
完整程式
一樣先打出完整程式:
1/**
2 * @file main.c
3 * @brief Polling button example for STM32 Nucleo-F446RE.
4 */
5
6#include <libopencm3/stm32/rcc.h>
7#include <libopencm3/stm32/gpio.h>
8
9/* User LED (LD2) connected to Arduino-D13 pin. */
10#define RCC_LED_GPIO (RCC_GPIOA)
11#define GPIO_LED_PORT (GPIOA)
12#define GPIO_LED_PIN (GPIO5)
13
14/* User button (B1) connected to PC13. */
15#define RCC_BUTTON_GPIO (RCC_GPIOC)
16#define GPIO_BUTTON_PORT (GPIOC)
17#define GPIO_BUTTON_PIN (GPIO13)
18
19int main(void)
20{
21 /* Enable clock. */
22 rcc_periph_clock_enable(RCC_LED_GPIO);
23 rcc_periph_clock_enable(RCC_BUTTON_GPIO);
24
25 /*
26 * Set LED pin to output push-pull,
27 * and set button pin to input floating.
28 */
29 gpio_mode_setup(GPIO_LED_PORT,
30 GPIO_MODE_OUTPUT,
31 GPIO_PUPD_NONE,
32 GPIO_LED_PIN);
33 gpio_set_output_options(GPIO_LED_PORT,
34 GPIO_OTYPE_PP,
35 GPIO_OSPEED_2MHZ,
36 GPIO_LED_PIN);
37
38 gpio_mode_setup(GPIO_BUTTON_PORT,
39 GPIO_MODE_INPUT,
40 GPIO_PUPD_NONE,
41 GPIO_BUTTON_PIN);
42
43 while (1)
44 {
45 /* Read input value. */
46 bool pressed = gpio_get(GPIO_BUTTON_PORT, GPIO_BUTTON_PIN) == 0;
47
48 if (pressed)
49 {
50 gpio_set(GPIO_LED_PORT, GPIO_LED_PIN); /* LED on. */
51 }
52 else
53 {
54 gpio_clear(GPIO_LED_PORT, GPIO_LED_PIN); /* LED off. */
55 }
56 }
57
58 return 0;
59}
分段說明
Include
1#include <libopencm3/stm32/rcc.h>
2#include <libopencm3/stm32/gpio.h>
Include 的部分和 GPIO 輸入時一樣,引入 rcc.h
與 gpio.h
。
定義腳位
1/* User LED (LD2) connected to Arduino-D13 pin. */
2#define RCC_LED_GPIO (RCC_GPIOA)
3#define GPIO_LED_PORT (GPIOA)
4#define GPIO_LED_PIN (GPIO5)
5
6/* User button (B1) connected to PC13. */
7#define RCC_BUTTON_GPIO (RCC_GPIOC)
8#define GPIO_BUTTON_PORT (GPIOC)
9#define GPIO_BUTTON_PIN (GPIO13)
根據 Datasheet (UM1724),我們得知按鈕 User Button (B1) 在 PC13 腳。一樣使用#define
定義好接腳和 RCC,方便使用與修改。而 LED 一樣是 PA5。
主程式
1int main(void)
2{
3 /* Enable clock. */
4 rcc_periph_clock_enable(RCC_LED_GPIO);
5 rcc_periph_clock_enable(RCC_BUTTON_GPIO);
6
7 /*
8 * Set LED pin to output push-pull,
9 * and set button pin to input floating.
10 */
11 gpio_mode_setup(GPIO_LED_PORT,
12 GPIO_MODE_OUTPUT,
13 GPIO_PUPD_NONE,
14 GPIO_LED_PIN);
15 gpio_set_output_options(GPIO_LED_PORT,
16 GPIO_OTYPE_PP,
17 GPIO_OSPEED_2MHZ,
18 GPIO_LED_PIN);
19
20 gpio_mode_setup(GPIO_BUTTON_PORT,
21 GPIO_MODE_INPUT,
22 GPIO_PUPD_NONE,
23 GPIO_BUTTON_PIN);
24
25 while (1)
26 {
27 /* Read input value. */
28 bool pressed = gpio_get(GPIO_BUTTON_PORT, GPIO_BUTTON_PIN) == 0;
29
30 if (pressed)
31 {
32 gpio_set(GPIO_LED_PORT, GPIO_LED_PIN); /* LED on. */
33 }
34 else
35 {
36 gpio_clear(GPIO_LED_PORT, GPIO_LED_PIN); /* LED off. */
37 }
38 }
39
40 return 0;
41}
和 GPIO 輸入的時候一樣,先啓用 RCC,然後再設定 GPIO。
由於 Nucleo MB1136 開發板(參考 UM1724)的 User Button 已經有 4.7kΩ 的上拉電阻(平常是 High
,按下時爲 Low
),因此輸入模式選擇 Floating (不用上/下拉電阻,GPIO_PUPD_NONE
)就好了。
我們使用最簡單的輪詢(Polling)方式來取得按鈕的輸入值,再依其值改變 LED 的明滅。使用 gpio_get()
來讀取指定的 GPIO 的值。
多環境程式(F446RE + F103RB)
由於 STM32F1 系列的部分函式不同,因此 F103RB 不能直接使用上面那個程式。
以下列出主要的差異部分。完整的程式請看 GitHub repo。
1int main(void)
2{
3 /* 省略部分程式 */
4
5 /*
6 * Set LED pin to output push-pull,
7 * and set button pin to input floating.
8 */
9#if defined(STM32F1)
10 gpio_set_mode(GPIO_LED_PORT,
11 GPIO_MODE_OUTPUT_2_MHZ,
12 GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL,
13 GPIO_LED_PIN);
14
15 gpio_set_mode(GPIO_BUTTON_PORT,
16 GPIO_MODE_INPUT,
17 GPIO_CNF_INPUT_FLOAT,
18 GPIO_BUTTON_PIN);
19#else
20 gpio_mode_setup(GPIO_LED_PORT,
21 GPIO_MODE_OUTPUT,
22 GPIO_PUPD_NONE,
23 GPIO_LED_PIN);
24 gpio_set_output_options(GPIO_LED_PORT,
25 GPIO_OTYPE_PP,
26 GPIO_OSPEED_2MHZ,
27 GPIO_LED_PIN);
28
29 gpio_mode_setup(GPIO_BUTTON_PORT,
30 GPIO_MODE_INPUT,
31 GPIO_PUPD_NONE,
32 GPIO_BUTTON_PIN);
33#endif
34
35 /* 省略部分程式 */
36}
成果
小結
這次介紹了最簡單的 GPIO 輸入寫法。說實話,這種用法比較少會實際應用到,因爲大多數情況輪詢是一件很沒效率也不夠聰明的方法。通常要使用按鈕輸入時,我都會優先考慮使用外部中斷(EXTI)的方式達成,因此下一篇要介紹的就是外部中斷。
參考資料
- libopencm3/libopencm3-examples
- platformio/platform-ststm32
- STM32F446RE datasheet (DS10693)
- STM32F103RB datasheet (DS5319)
- STM32 Nucleo-64 board user manual (UM1724)
本文的程式也有放在 GitHub 上。
本文同步發表於 iT 邦幫忙-2022 iThome 鐵人賽。
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