基于CH32V103系列MCU点亮LED

简介

CH32V103系列是以青稞V3A处理器为核心的32位通用MCU，该处理器是基于RISC-V开源指令集设计。 片上集成了时钟安全机制、多级电源管理、通用DMA控制器。 此系列具有1路USB2.0主机/设备接口、多通道12位ADC转换模块、多通道TouchKey、多组定时器、多路IIC/USART/SPI接口等丰富的外设资源。

本章通过点亮LED作为CH32V103系列MCU应用开发的第一个教程，其LED灯控制使用到GPIO外设的基本输出功能，本章将通过点亮LED对CH32V103的GPIO进行基本的学习了解。

1、GPIO简介及其库函数介绍

GPIO，全称为通用输入输出端口，其可与外部设备连接实现MCU与外部设备的通讯、控制、信号采集等功能。 本教程即通过CH32V103的GPIO与LED连接，实现MCU对LED的输出控制。 关于CH32V103 GPIO的具体介绍，可参考CH32V103应用手册和数据手册。

进行LED点亮程序编写之前，需对GPIO固件库进行了解。 GPIO相关的函数和定义分布在固件库文件ch32v10x_gpio.c和头文件ch32v10x_gpio.h文件中，LED点亮程序需要调用GPIO固件库文件中某些函数，GPIO库函数相关函数如下：

1.1、无效GPIO_DeInit（GPIO_TypeDef* GPIOx）

功 能：将GPIOx外围寄存器初始化为其默认重置值。

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG。

1.2、无效GPIO_AFIODeInit（无效）

功 能：将复用功能（重映射，事件控制与EXTI设置）重设为默认值。 通俗理解可认为此函数功能为初始化所有的复用功能。

参 数：无。

1.3、无效GPIO_Init（GPIO_TypeDef* GPIOx， GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct）

功 能： GPIO初始化函数，根据GPIO_InitStructure中的指定参数初始化GPIO外设寄存器。

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG；GPIO_InitStructure为GPIO_InitTypedef类型结构体指针，指向包含GPIO外设配置信息的GPIO_InitTypedef结构体。

1.4、void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)

功 能：初始化结构体成员，即用其默认值填充每个GPIO_StructInit成员，包括GPIO_Pin、GPIO_Speed、GPIO_Mode等。

参 数：GPIO_StructInit为指向结构体GPIO_InitTypedef的指针，待初始化。

1.5、uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

功 能：读取指定端口管脚的输入（0或1）。

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG；GPIO_Pin用来选择待读取的端口位。

1.6、uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)

功 能：读取指定的GPIO输入数据端口。

参 数：无。

1.7、uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

功 能：读取指定端口管脚的输出（0或1）。

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG；GPIO_Pin用来选择待读取的端口位。

1.8、uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)

功 能：读取指定的GPIO输出数据端口。

参 数：无。

1.9、void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

功 能：设置指定的数据端口位，可理解为将指定的引脚设置为高电平。

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG；GPIO_Pin用来选择待设置的端口位。

1.10、void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

功 能：清除指定的数据端口位，可理解为将指定的引脚设置为低电平。

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG；GPIO_Pin用来选择待设置的端口位。

1.11、void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal)

功 能：设置或清除指定的数据端口位，可理解为将指定的引脚设置为高电平或低电平。

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG；GPIO_Pin用来选择待设置的端口位；BitVal为指定待写入的值，该参数必须取枚举BitAction的其中一个值。

1.12、void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal)

功 能：向指定的GPIO端口写入数据

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG；PortVal为待写入端口数据寄存器（ODR寄存器）的值。

1.13、void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

功 能：锁定GPIO管脚配置寄存器。

参 数：GPIOx用来选择GPIO外设，取值可为GPIOA-GPIOG；，GPIO_Pin为待锁定的端口位。

1.14、void GPIO_EventOutputConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)

功 能：选择GPIO管脚用作事件输出

参 数：GPIO_PortSource为选择用作事件输出的GPIO端口；GPIO_PinSource为事件输出的管脚。

1.15、无效GPIO_EventOutputCmd（功能状态新状态）

功 能：使能或失能事件输出

参 数：NewState为管脚重映射的新状态，该参数可以取ENABLE或DISABLE。

1.16、无效GPIO_PinRemapConfig（uint32_t GPIO_Remap，功能状态新状态）

功 能：更改指定管脚的映射。

参 数：GPIO_Remap为选择重映射的管脚； NewState为管脚重映射的新状态，该参数可以取ENABLE或DISABLE。

1.17、无效GPIO_EXTILineConfig（uint8_t GPIO_PortSource、uint8_t GPIO_PinSource）

功 能：选择GPIO管脚用作外部中断线路。

参 数：GPIO_PortSource为选择用作外部中断线源的GPIO端口; GPIO_PinSource为待设置的外部中断线路。

2、硬件设计

由于本次教程为点亮LED，需用到LED。 开发板上带有两个LED灯（LED1和LED2），用两根杜邦线分别将LED1和LED2与对应GPIO引脚连接起来，此处连接方式为：

LED1与PA0连接；

LED2与PA1连接。

3、软件设计

LED点亮程序通过控制CH32V103 GPIO引脚的电平高低实现LED闪烁，其实现步骤如下：

定义一个GPIO_InitTypeDef类型结构体，结构体成员包括GPIO_Pin、GPIO_Mode、GPIO_Speed；

使能GPIO时钟，否则GPIO引脚不工作，本次实验使能GPIOA时钟；

配置GPIO_InitTypeDef类型结构体成员参数，及配置GPIO引脚为对应引脚、GPIO模式为推挽输出、GPIO口输出速度为相应值；

调用库函数，初始化GPIO；

调用库函数，设置GPIO引脚输出电平。

LED点亮程序如下：

完成led.c和led.h之后，对其进行编译保存，继续对main函数进行编写，main函数具体代码如下：

main.c文件