盐城网站建设制作工作室,什么叫百度竞价推广,网站风格的设计原则,做网站必须花钱吗本章节主要讲解点亮LED的基本原理#xff0c;以及GPIO框图的讲解。 如何点亮LED#xff08;输出#xff09; 首先我们查看原理图#xff0c;观察电路图中LED的连接情况#xff0c;如下图可以看出我们的板子中LED一端通过限流电阻连接的PB0另一端连接的是高电平VCC#xf… 本章节主要讲解点亮LED的基本原理以及GPIO框图的讲解。 如何点亮LED输出 首先我们查看原理图观察电路图中LED的连接情况如下图可以看出我们的板子中LED一端通过限流电阻连接的PB0另一端连接的是高电平VCC那么我们将PB0位置接地是不是灯就亮了那我们就想办法在这一端通过单片机让这一端接地就可以了具体怎么做到我们循序渐进后面一点点慢慢来。和我使用的板子不一样也没有关系原理是相通的我们学会原理其他的就不算问题了。 如何识别按键是否按下输入 如下图所示当我们的开关闭合时单片机IO口引脚处的电压为GND这样我们就可以通过单片机读取单片机IO的电平状态判断按键是否闭合了具体怎么使用我们看下文。 GPIO的基本概念 通过上面的讲解我们已经知道了如何点亮LED灯那么我们用单片机如何控制呢这里需要引入GPIO的概念。 通常我们管GPIO叫做通用输入输出口这里的关键词输入输出我们点亮LED需要用到这个输出功能。我们接下来看下在STM32单片机中是如何实现的输入输出功能。 上图是我们在STM32中文参考手册中找到的关于GPIO的框图需要注意的是这个框图位于芯片内部图中I/O引脚处表示的是单片机的引脚这个引脚与芯片外部相连像我们说的PB0就是一个I/O引脚。
GPIO输入分析 接下来我们来详细分析这个IO口框图首先看上半部分这部分表示的是输入如下图所示。 IO口引脚连接一个电压时电流会按照箭头的方向流动首先我们看下1处这里由两个二极管组成通常情况下在STM32单片机里VDD表示3.3V那么vss就是表示0V。当1处的电压大于3.3V时比如5V那么二极管这的电压分布情况就如下图所示。 可以看到二极管正极为5V负极为3.3V那这里就产生了一个5V减去3.3v的压降那么二极管就导通了这高出的电压就被二极管分担了所以能在一定程度上保护内部电路。下面的保护二极管同理。 接下来我们像向里走2处这里经过了两个电阻一个电阻接VDD叫上拉电阻一个电阻接VCC叫下拉电阻。两个电阻处都有开和关字样这就意味着这两个上下拉电阻我们是可以通过软件进行配置的。先看上拉电阻当上拉电阻开关闭合2处如果没有外部电压输入那么我们这里就是VDD的电压这里的作用显而易见可以在外部没有电平变化的情况下给一个默认的高电平VDD假如外部IO引脚与地连接那么这一点的状态可以等效为下图所示。 现在2处的电平为GND那么我们在软件里就可以做判断了如果电平为高电平也就是1表示外面没有接低电平反之为接低电平了对应文章开始的图表示开关闭合了那么如果这个上拉电阻不闭合呢开关闭合能够识别到低电平但是不闭合时的状态就不确定了显然不是稳定的。下拉电阻同样的道理在这里我们看到了三种输入状态上拉电阻闭合时叫上拉输入即电平默认状态为高电平下拉电阻闭合时叫下拉输入即电平默认状态为低电平如果上拉下拉都不闭合叫做浮空输入即默认电平状态不确定。 下面我们接着向里走3处有个电子元器件叫施密特触发器他的主要作用是做电压比较的在STM32中当IO引脚处接电压电压经过保护二极管上下拉电阻到达施密特触发器时如果电压值大于2V那么施密特触发器输出高电平即输入数据寄存器4处如果不知道寄存器是什么可以百度搜搜这里不赘述了会存入一个1其实就是输入数据寄存器对应位变为了VDD通常情况下为3.3V那么如果这个电压低于1.8V那么施密特触发器就输出低电平4处的输入数据寄存器就会存入一个低电平。这时候我们是不是就可以通过读取输入数据寄存器里面的值判断IO引脚处接的是低电平还是高电平了文章开始的开关是不是就可以判断有没有闭合了闭合读到的是低电平。可能有人注意到了1.8V和2V之间怎么办这就是一个不确定输入状态了。 5和6处我们还没有说这两个比较特殊。先看5处这里没有经过施密特触发器也就是说外界输入多少电压就进去多少电压这叫模拟输入具体ADC章节会用到6处经过了施密特触发器也就意味着只有0和1两种状态这叫复用功能输入后面会讲这里可以忽略。
GPIO输出框图分析 好了GPIO的输入框图分析完了我们可以看下输出了输出我们从单片机里面向外看先上图。 图中0处先不用纠结后面我们具体学寄存器时再回头看更容易些先看1到2这里我们对输出数据寄存器写1之后1到了3处这是个选择器选择上下两个线哪一个过去下面是复用功能输出不用管他我们假设选了上面的这跟线这样3处的状态为1高电平状态这里输出控制里少画了一个元器件这个元器件叫反相器即当我们3处为1高电平状态时4处为0低电平状态。这里又遇到了两个电子元器件PMOS和NMOS不要害怕这个我们只看4处的高低电平这两个元器件有什么影响就可以了。 先看上面这个PMOS当a处为低电平时b到c导通就相当于b和c之间有一个开关a处为低电平时开关闭合那么VDD也就是3.3V按照红线的方向导通如果IO引脚处连接一个负极接地的发光二极管是不是发光二极管就亮了。这种情况叫输出高电平。接下来我们看NMOS。 如图当a处为高电平时b和c导通相当于b和c之间有一个开关闭合了这时如果外面接一个发光二极管二极管正极接了VCC当NMOS处b和c之间的开关闭合是不是电流就顺着vcc一直流到了vss处那么灯就亮了。 我们总结下当输出数据寄存器写1时经过反相器变为0这时候PMOS导通IO引脚输出高电平当输出数据寄存器写0时经过反相器变为1这时候NMOS导通IO引脚输出低电平。 文章到这里就结束了希望对您有所帮助下章我们分析GPIO相关寄存器并且使用寄存器点亮LED灯。
