STM32CUBEMX配置教程（三）通用GPIO配置

基于STM32H743VI
使用STM32CUBEMX两年了，始终觉得这个工具非常的方便，但因为不是经常使用，导致有些要点总是会有些遗忘，因此写下这一系列教程以供记忆，顺便让我这个大萌新给广大小萌新提供一些学习帮助。

本次配置的工程链接在最下方，有需要自取。
0基础可以从第一个教程开始阅读
STM32CUBEMX配置教程（一）基础配置
STM32CUBEMX配置教程（二）时钟等内部参数配置

1 新建工程

参考STM32CUBEMX配置教程（一）基础配置

2 修改时钟树

参考STM32CUBEMX配置教程（二）时钟等内部参数配置

3 GPIO输出配置

点击CUBEMX左侧你想要配置的引脚，以配置PA0为例，即可出现GPIO的配置界面，在此只介绍通用的GPIO配置，即模拟的GPIO，再简单来说只配置GPIO为输入或者输出，对应GPIO_Input和GPIO_Output。
若想要配置PA0为输出模式，则在上图界面中点击GPIO_Output即可配置引脚为输出，同时在界面上也会有相应的显示：

此时只是仅仅配置了GPIO口为输出模式，STM32CUBEMX还提供许多其他参数以供配置。点击System Core下的GPIO选项，从右侧窗口找到PA0这个IO口并点击一下。
点击之后窗口界面会显示PA0的详细配置参数（输出），如下图所示：
其中：

GPIO output leve
表示上电的默认电平，可配置高或者低
GPIO mode
表示输出模式，可配置为Output Push Pull（推挽输出）或Output Open Drain（开漏输出）
GPIO Pull-up/Pull-down
表示是否上下拉，可配置为上拉或者下拉
Maximum output speed
表示输出速度，对于高速接口需要配置为Very High
User Label
可修改IO口名称，比如可写入LED，把IO口名称变为LED

对于输出速度，某些型号可能会写2M，20M，50M等字样，但是对于通用IO口来说不可能达到50M的翻转速率。详见番外篇:STM32之GPIO口速率配置究竟代表什么
对于驱动LED，一般配置IO口为推挽输出，上下拉非必要，IO速度低速即可。

配置完成生成工程，下面介绍调用的函数，首先是GPIO控制函数：

HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)

例如我想要控制PA0为高电平：

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_SET);

我想要控制PA0为低电平：

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET);

下面是GPIO的自动翻转的函数：

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

例如控制PA0自动翻转

HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_0)；

4 GPIO输入配置

上述介绍了输出的一些功能配置以及调用的函数，下面介绍输入的配置即调用的函数。
以配置PA1为输入为例，现在右侧ui界面选中PA1并配置为输入模式：

点击System Core下的GPIO选项，从右侧窗口找到PA1这个IO口并点击一下，此时会出现关于这个IO口的更多的配置。但是当配置为输入时，可配置的参数相对于输出时少了不少，唯一的配置选项为配置上下拉，注意，最后一行User Label只是对GPIO命名，不少对IO进行寄存器配置。

参数配置相对简单，下面是调用IO口读取的hal库函数：

unsigned char pin_val;
pin_val=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0);

由此可见，GPIO的电平数值回读取到pin_val中，注意，此处读取到的值为0或1，即为高低电平。
下面给出最为基础的HAL库下的按键消抖方式（读取PA1引脚），这种方式调用了延时和while循环，效率非常低，但是逻辑相对简单。

if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1))
{
	HAL_Delay(20);
	if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1))
	{
		key_val=1;
	}
	while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_1));
}

还有其他更多的按键扫描方式，较为常用的是状态机矩阵按键扫描法，但是这种方法需要不断的扫描IO口，尽管没有延时但依旧占用大量的CPU资源，如果系统较复杂可能回影响系统的实时性能。

在高度复杂的系统中最好采用矩阵基于中断的矩阵键盘扫描法，即在普通状态下无需扫描，只当按键被按下触发了中断才进行一次按键扫描。

基于中断的矩阵键盘扫描法对于4x4矩阵键盘会占用8个IO口，这与普通状态机方式无异，但中断方式需要额外占用外部中断资源，但优点是减少了CPU的占用。中断方法网上相关资料较少，有时间我会专门出番外篇介绍。

工程链接：
https://download.csdn.net/download/weixin_44584198/20462112