目录
1.GPIO基础知识
1.1系统架构
2. IO八种工作模式
2.1STM32 IO工作模式
2.2GPIO的输出速度
3.固件库实现LED点灯
3.1LED灯
LED灯，是一种能够将电能转化为可见光的半导体期间
3.2.控制LED灯
4.STM32控制蜂鸣器
1.蜂鸣器的种类
2.蜂鸣器的控制方式
3.软件设计流程
5 按键基础知识
5.1.深入理解GPIO输入
5.2按键控制LED灯
6 继电器
6.1.继电器的工作原理
6.2.继电器的引脚说明
6.3.单片机控制继电器软件开发流程
7.震动传感器
7.1.震动传感器工作原理
7.2.震动传感器硬件引脚接线
7.3.震动传感器控制灯
8.433无线模块
1.433M无线模块工作原理
2.引脚接线
3.433M控制灯软件开发流程
1.GPIO基础知识
GPIO(General-Purpose input/output,通用输入/输出接口)
用于感知外部信号（输入模式）和控制外部设备（输出模式）
简单模块： LED, 按键，蜂鸣器，温度传感器，使用一个 GPIO 就可以完成数据的传输 / 控制
复杂一点的模块 OLED ， FLASH, 六轴传感器需要多个引脚组成 “ 协议 ” 传输数据，USART,IIC,SPI等协议
MCU 单片机大都采用引脚复用模式也就是一个 GPIO ，可以直接控制它输出高低电平，也可以设置为某个协议的引脚之一。此外,一些MCU 的引脚，还能设置为 ADC 模式读取模拟信号，或者设置为DAC 模式输出模拟信号。
1.1系统架构
2. IO八种工作模式
GPIO结构图
2.1STM32 IO工作模式
输出模式有四种：推挽输出，开漏输出，复用开漏，复用推挽
输入模式有四种 : 上拉输入，下拉输入，浮空输入，模拟输入
输出模式：
1. 推挽输出（ Push-Pull,pp ）
让输出控制变成了VDD/VSS输出，使得输出电流增大
提高了输出引脚的驱动能力，提高了电路的负载能力和开关的动作速度
2.开漏输出(Open-Drain,OD)
推挽输出模式可以直接输出高电平，开漏输出需要外接上拉电阻才能输出高电平
开漏输出的特性：
利用外部电路驱动能力
实现电平转换
方便实现“逻辑与” 功能
3.复用推挽/开漏输出（Alternate Funtion,AF）
GPIO除了作为通用输入输出引脚使用以外，还可以作为片上外设（USART,IIC,SPI） 专用引脚，即一个引脚可以有多种用途，但是同一时刻一个引脚只能使用复用功能中的一个
当引脚设置为复用功能的时候，可选择推挽复用模式或者复用开漏模式，在设置为复用开漏模式时，需要外接上拉电阻。
输入模式：
1. 上拉输入 (Input Pull-up)
VDD 经过开关、上拉电阻，连接外部 I/O 引脚。当开关闭合时，外部 I/O 输入信号时，默认
输入高电平。
2. 下拉输入 (Input Pull-down)
VSS经过开关，下拉电阻，连接外部I/O引脚，当开关闭合时，外部I/O无输入信号时，默认输入低电平
3. 浮空输入 (Floating Input)
两个上下拉电阻开关均断开，没有上拉也没有下拉，I/O引脚直接连接TTL肖特基触发器，此时，I/O引脚浮空，读取的电平是不确定的，外部信号是什么电平，MCU引脚就输入什么电平 ，MCU复位上电后，默认为浮空输入模式
4.模拟输入（Analoge mode）
两个上下拉电阻开关均断开，同事TTL肖特基触发器也断开，引脚信号直接连接模拟输入，实现对外部信号的采集。
2.2GPIO的输出速度
STM32 的 I/O 引脚工作再输出模式下时，需要配置 I/O 引脚的输出速度，该输出速度不是输出信号的速度，而是I/O 口驱动电路的响应速度。
STM32 提供了三个速度， 2MHZ,10MHZ,50MHZ
实际开发过程中需要结合实际情况选择合适的响应速度，以兼顾信号的稳定性和低功耗
当设备为高速时，功耗大，噪声大，电磁干扰强
当设备为低速时，功耗低，噪声小，电磁干扰弱
简单外设，比如 LED 灯，蜂鸣器建议使用 2MHZ 的输出速度。
而复用为 IIC ， SPI 等通信信号时，建议使用 10MHZ 或 50MHZ 以提高响应速度。
3.固件库实现LED点灯
3.1LED灯
LED灯，是一种能够将电能转化为可见光的半导体期间
原理：当给P极施加正向电压时，空穴和自由电子在P-N结复合，辐射出光子而发光。
3.2.控制LED灯
LED 灯的正极接到了 3.3V ， LED 灯的负极接到了 PA1 ，也就是 GPIOA1 引脚，只需要控制PA1 为相对应的低电平，即可点亮对饮的 LED 灯，输出高电平则熄灭对应的 LED灯。
软件设计流程：
1.初始化系统：
初始化GPIO 外设时钟
初始化LED 引脚
2.输出电平
实现代码：
led.c文件
#include "led.h"
#include "stm32f10x.h"void LED_Init()
{//³õʼ»¯LEDÒý½ÅGPIOGPIO_InitTypeDef led_initstruct;//³õʼ»¯Ê±ÖÓRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE );led_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1; led_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; led_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOA, &led_initstruct);}main.c文件
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "led.h"int main()
{//初始化等的引脚GPIOLED_Init();while(1){
//让GPIO1输出低电平 灯就亮了GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}}如果要让灯实现一秒闪烁：
main.c文件：
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "led.h"
void delay(uint16_t time)
{uint16_t i=0;while(time--){i=12000;while(i--);}
}
int main()
{//初始化等的引脚GPIOLED_Init();while(1){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//GPIO1输出低电平灯亮delay(1000);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//GPIO1输出高电平灯灭delay(1000);}}4.STM32控制蜂鸣器
1.蜂鸣器的种类
蜂鸣器是一种常用的电子发声元器件，采用直流电压供电。广泛应用于计算机，打印
机，报警器，电子玩具，汽车电子设备灯等产品中常见的蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和
无源蜂鸣器。
2.蜂鸣器的控制方式
有源蜂鸣器：内部有震荡源，只要通电即可自动发出固定频率的声音。（频率固定无
法控制音色）
无源蜂鸣器：内部无震荡源，需要外部脉冲信号驱动发声，声音频率可变。（可改变
频率来改变音色）
3.软件设计流程
初始化系统
初始化GPIO外设时钟
初始化蜂鸣器的引脚
输出电平控制蜂鸣器
bear.c文件
#include "bear.h"
#include "stm32f10x.h"void Bear_Init(void)
{//1.初始化蜂鸣器引脚GPIO_InitTypeDef bear_initstruct;//2.初始化时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);bear_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3;bear_initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;bear_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA,&bear_initstruct);}main.c文件
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "led.h"
#include "bear.h"int main()
{//初始化蜂鸣器的引脚CPIOA3Bear_Init();//GPIO3输出低电平 蜂鸣器响GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);while(1){}}5 按键基础知识
5.1.深入理解GPIO输入
GPIO 的特点：
具有内部上拉或下拉的功能
可以使用外部下拉或上拉
按键连接示意图 :
5.2按键控制LED灯
初始化系统
初始化 GPIO 外设时钟
初始化按键和 LED 的引脚
检测按键输入电平来控制 LED 灯
key.c
#include "key.h"
#include "stm32f10x.h"void Key_Init(void)
{//³õʼ»¯°´¼üÍâÉèGPIO_InitTypeDef key_initstruct;//³õʼ»¯Ê±ÖRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);key_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;key_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIOA, &key_initstruct);key_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13;key_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIOC, &key_initstruct);}main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "led.h"
#include "bear.h"
#include "key.h"int main()
{LED_Init();Key_Init();GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);while(1){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==1){ GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_13)==1){ GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}}}6 继电器
6.1.继电器的工作原理
继电器是一个电控开关，工作原理基于电磁感应，继电器包括一个电磁线圈和一组触点。常用于控制高电流或高电压的电路，例如自动控制原理，电力系统和自动化设备中，由于可靠性和电气隔离的特性可以实现小电流实现大电流，继电器在各种应用中都有广泛的用途。
6.2.继电器的引脚说明
1.VCC(+):供电正极，连接此引脚到电源，以提供继电器所需的电流
2.GND(-):地，连接此引脚到电源的负极或者地。
3.IN:控制输入信号，通常用于连接控制信号，当该信号变化，继电器切换状态。
4.COM(common):公共端，通常是中间的触点，与常开或常闭触点相连。
5.NO(Normally Open):常开接口，继电器吸合前悬空，吸合后于COM连接.6.NC(Normally Closed):常闭接口，继电器吸合前与COM连接，吸合后悬空
6.3.单片机控制继电器软件开发流程
初始化系统
初始化继电器IN引脚对应的GPIO外设时钟
初始化继电器IN的引脚
输出电平控制继电器开和关
relay.c文件
#include "stm32f10x.h"
#include "relay.h"void Relay_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_Initstruct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_Initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;GPIO_Initstruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;GPIO_Initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initstruct);}main.c文件
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "led.h"
#include "bear.h"
#include "key.h"
#include "relay.h"void delay(uint16_t time)
{uint16_t i=0;while(time--){i=12000;while(i--);}
}int main()
{Relay_Init();GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);while(1){delay(1000);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);delay(1000);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); }}7.震动传感器
7.1.震动传感器工作原理
震动传感器黑色震动检测传感器，工作时电源LED灯常量，震动信号检测LED灯发生震动的时候会保持亮的过程。正常工作模块DO口输出高电平震动瞬间D0口输出低电平，用于各种震动触发作用，防盗报警，智能小车，电子积木灯等。
7.2.震动传感器硬件引脚接线
1.VCC:接到板子电源的5V或者3.3V。
2.GND:地，连接到板子电源的负极或者GND。
3.DO: 数字信号输出口，可以与单片机相连检测环境是否发生震动。
7.3.震动传感器控制灯
初始化系统
初始化震动传感器D0相连的单片机引脚时钟。
初始化震动传感器DO相连的单片机引脚输入
配置检测震动控制LED灯
shake.c文件
#include "shake.h"
#include "stm32f10x.h"void Shake_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef Shake_Initstruct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);Shake_Initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;Shake_Initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;GPIO_Init(GPIOA,&Shake_Initstruct);}main.c文件
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "led.h"
#include "bear.h"
#include "key.h"
#include "relay.h"
#include "shake.h"void delay(uint16_t time)
{uint16_t i=0;while(time--){i=12000;while(i--);}
}int main()
{Led_Init();Shake_Init();GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);while(1){ if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==0){ GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);delay(1000);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);delay(1000);}else {GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}}}Led_Init同上.
8.433无线模块
1.433M无线模块工作原理
数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在-25~+85度之间变化时，频飘仅为3ppm。接收到信号，接收模块对应针脚输出高电平，有D0 D1D2 D3，可能对应遥控器的A/B/C/D。
2.引脚接线
1.供电正极，连接此引脚到电源，以提供433M无线模块所需的电流 2.GND(-):地，连接此引脚到电源的负极或者地。
3. D0-D4:连接控制输入信号通常用于连接控制信号，当按键变换控制外设信号
3.433M控制灯软件开发流程
初始化系统
初始化433M D0-D4引脚对应的GPIO外设时钟
初始化433M DO-D4引脚配置
433M按键控制外设
yao.c文件
#include "yao.h"
#include "stm32f10x.h"void Yao_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef Yao_initstruct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);Yao_initstruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_2;Yao_initstruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIOA,&Yao_initstruct);}main.c文件
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "led.h"
#include "bear.h"
#include "key.h"
#include "relay.h"
#include "yao.h"
#include "Exit.h"int main()
{LED_Init();Yao_Init();GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);while(1){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==1){ GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}else if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2)==1){GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}}}
