HAL库学习笔记

2026/8/5 8:23:03

GPIO（通用输入输出引脚）

是单片机用于读取外部数字信号（输入）或控制外部设备（输出）的可编程引脚。

推挽输出模式：

它既可以输出高电平3.3v，又可以输出低电平0v。若此时我们要用PA7引脚控制LED灯，那么我们可以配置PA7为推挽输出模式，输出高电平时LED灯亮起，输出低电平时LED灯熄灭。配置如下：

打开CubeMX，配置PA7引脚为GPIO_Output

随后再细化一下设置，点击CubeMX左边的System Core下面的GPIO，便可看到我们刚才设置的引脚

随后点击PA7就可以进行更详细的配置

HAL库为我们提供了配置GPIO的函数：

/* 参数GPIOx是哪一个GPIO * 参数GPIO_Pin是指哪一个IO口 * 参数PinState可取SET / RESET */ void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)

浮空输入和上拉输入：

本小节学习如何使用GPIO的输入功能，实现按键控制LED灯

本小节实现的效果是：按住KEY1不松手，LED1亮，松开KEY1，LED1灭；按一下KEY2，LED2亮起，再按一下KEY2，LED2灭。KEY1的原理图如下

它的外部自带一个上拉电阻，平时按键松开，3.3V直接通过一个10KΩ的电阻连接到PB12上。待会儿我们会将PB12设置成GPIO八大模式之一的浮空输入模式，浮空输入模式下的GPIO为高阻态，可以理解为内部有一个阻值无限大的电阻，根据电阻分压原理，电阻越大，分压越大，PB12外部连接的10KΩ分得的电压非常少，可以忽略不计，所以此时3.3V直接流向PB12，此时PB12的电压值就是3.3v。

我们开始CubeMX的配置，本小节的LED为PA7和P0，按键引脚为PB12和PB13。

首先就是把PA7和PB0设置为GPIO_Output，把PB12设置为GPIO_Input，配置的PA7和PB0为推挽输出模式，然后PB12是浮空输入。

HAL库为我们提供了读取引脚电平的函数：

/* 参数GPIOx * 参数GPIO_Pin * 返回值GPIO_PinState类型（GPIO_PIN_SET / GPIO_PIN_RESET） */ GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

实现KEY1控制LED1的功能，按下KEY1不松开LED1亮，松开LED1熄灭.（LED灯的一端接GPIO，另一端接GND）

while(1) { if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_12) == GPIO_PIN_RESET) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET); } else { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET); } }

随后看KEY2的硬件原理图：

KEY2并没有接上拉电阻，我们待会儿要讲的上拉输入模式。我们配置PB13为GPIO的八大模式之一上拉输入模式。所谓上拉输入就是芯片内部接上一个上拉电阻，让GPIO引脚平时默认3.3V高电平，我们回到CubeMX进行配置。先把他配置为GPIO_Input输入模式，随后配置PB13为上拉输入如下：

点击PB13，配置为Pull-up上拉输入模式，随后我们开始写KEY2控制LED2亮灭的程序：

while(1) { if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_RESET) { HAL_Delay(10); //软件延时消抖 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_13) == GPIO_PIN_RESET) { HAL_GPIO_Toggle(GPIOB, GPIO_PIN_13); //反转GPIO电平 while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_13) == RESET); //等待按键松开 } } }