12. GPIO输出

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12. GPIO输出

2024-07-18 04:44:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

12.3. STM32标准库补充知识¶ 12.3.1. SystemInit函数去哪了?¶

在前面章节中我们自己建工程的时候需要定义一个SystemInit空函数,但是在这个用STM32标准库的工程却没有这样做,SystemInit函数去哪了呢?

这个函数在STM32标准库的“system_stm32f10x.c”文件中定义了,而我们的工程已经包含该文件。标准库中的SystemInit函数把STM32芯片的系统时钟设置成了72MHz, 即此时AHB时钟频率为72MHz,APB2为72MHz,APB1为36MHz。当STM32芯片上电后,执行启动文件中的指令后,会调用该函数,设置系统时钟为以上状态。

12.3.2. 断言¶

细心对比过前几章我们自己定义的GPIO_Init函数与STM32标准库中同名函数的读者,会发现标准库中的函数内容多了一些乱七八糟的东西, 就是断言,具体见 代码清单:GPIO输出-5 。

代码清单:GPIO输出-5 GPIO_Init函数的断言部分¶ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct) { uint32_t pinpos = 0x00, pos = 0x00 , currentpin = 0x00; /* Check the parameters */ assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx)); assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_InitStruct->GPIO_Mode)); assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_InitStruct->GPIO_Pin)); /* ------- 以下内容省略,跟前面我们定义的函数内容相同----- */

基本上每个库函数的开头都会有这样类似的内容,这里的“assert_param”实际是一个宏,在库函数中它用于检查输入参数是否符合要求, 若不符合要求则执行某个函数输出警告,“assert_param”的定义见 代码清单:GPIO输出-6 。

代码清单:GPIO输出-6 stm32f10x_conf.h文件中关于断言的定义¶ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13#ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief assert_param 宏用于函数的输入参数检查 * @param expr:若expr值为假,则调用assert_failed函数 * 报告文件名及错误行号 * 若expr值为真,则不执行操作 */ #define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__)) /* 错误输出函数 ------------------------------------------------------- */ void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line); #else #define assert_param(expr) ((void)0) #endif

这段代码的意思是,假如我们不定义“USE_FULL_ASSERT”宏,那么“assert_param”就是一个空的宏(#else与#endif之间的语句生效),没有任何操作。 从而所有库函数中的assert_param实际上都无意义,我们就当看不见好了。

假如我们定义了“USE_FULL_ASSERT”宏,那么“assert_param”就是一个有操作的语句(#if与#else之间的语句生效), 该宏对参数expr使用C语言中的问号表达式进行判断,若expr值为真,则无操作(void 0),若表达式的值为假, 则调用“assert_failed”函数,且该函数的输入参数为“__FILE__”及“__LINE__”, 这两个参数分别代表 “assert_param”宏被调用时所在的“文件名”及“行号”。

但库文件只对“assert_failed”写了函数声明,没有写函数定义,实际用时需要用户来定义, 我们一般会用printf函数来输出这些信息,见 代码清单:GPIO输出-7 。

代码清单:GPIO输出-7 assert_failed 输出错误信息¶ 1 2 3 4void assert_failed(uint8_t * file, uint32_t line) { printf(“\r\n 输入参数错误,错误文件名=%s,行号=%s”,file,line); }

注意在我们的这个LED工程中,还不支持printf函数(在USART外设章节会讲解),想测试assert_failed输出的读者, 可以在这个函数中做点亮红色LED灯的操作,作为警告输出测试。

那么为什么函数输入参数不对的时候,assert_param宏中的expr参数值会是假呢?这要回到GPIO_Init函数,看它对assert_param宏的调用, 它被调用时分别以“IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx)”、“IS_GPIO_PIN(GPIO_InitStruct->GPIO_Pin)”等作为输入参数,也就是说被调用时, expr实际上是一条针对输入参数的判断表达式。例如“IS_GPIO_PIN”的宏定义:

#define IS_GPIO_PIN(PIN) ((PIN) != (uint32_t)0x00)

若它的输入参数 PIN 值为0,则表达式的值为假,PIN非0时表达式的值为真。 我们知道用于选择GPIO引脚号的宏“GPIO_Pin_x”的值至少有一个数据位为1, 这样的输入参数才有意义,若GPIO_InitStruct->GPIO_Pin的值为0,输入参数就无效了。配合“IS_GPIO_PIN”这句表达式, “assert_param”就实现了检查输入参数的功能。对assert_param宏的其它调用方式类似,大家可以自己看库源码来研究一下。

12.3.3. Doxygen注释规范¶

在STM32标准库以及我们自己编写的“bsp_led.c”文件中,可以看到一些比较特别的注释,类似 代码清单:GPIO输出-8 。

代码清单:GPIO输出-8 Doxygen注释规范¶ 1 2 3 4 5/** * @brief 初始化控制LED的IO * @param 无 * @retval 无 */

这是一种名为“Doxygen”的注释规范,如果在工程文件中按照这种规范去注释,可以使用Doxygen软件自动根据注释生成帮助文档。 我们所说非常重要的库帮助文档《stm32f10x_stdperiph_lib_um.chm》,就是由该软件根据库文件的注释生成的。 关于Doxygen注释规范本教程不作讲解,感兴趣的读者可自行搜索网络上的资料学习。

12.3.4. 防止头文件重复包含¶

在STM32标准库的所有头文件以及我们自己编写的“bsp_led.h”头文件中,可看到类似 代码清单:GPIO输出-9 的宏定义。 它的功能是防止头文件被重复包含,避免引起编译错误。

代码清单:GPIO输出-9 防止头文件重复包含的宏¶ 1 2 3 4 5 6#ifndef __LED_H #define __LED_H /*此处省略头文件的具体内容*/ #endif /* end of __LED_H */

在头文件的开头,使用“#ifndef”关键字,判断标号“__LED_H”是否被定义,若没有被定义,则从“#ifndef”至“#endif”关键字之间的内容都有效, 也就是说,这个头文件若被其它文件“#include”,它就会被包含到其该文件中了,且头文件中紧接着使用“#define”关键字定义上面判断的标号“__LED_H”。 当这个头文件被同一个文件第二次“#include”包含的时候, 由于有了第一次包含中的“#define __LED_H”定义,这时再判断“#ifndef__LED_H”, 判断的结果就是假了,从“#ifndef”至“#endif”之间的内容都无效,从而防止了同一个头文件被包含多次,编译时就不会出现“redefine(重复定义)”的错误了。

一般来说,我们不会直接在C的源文件写两个“#include”来包含同一个头文件,但可能因为头文件内部的包含导致重复,这种代码主要是避免这样的问题。 如“bsp_led.h”文件中使用了“#include “stm32f10x.h””语句,按习惯, 可能我们写主程序的时候会在main文件写“#include “bsp_led.h” 及#include “stm32f10x.h””, 这个时候“stm32f10x.h”文件就被包含两次了,如果没有这种机制,就会出错。

至于为什么要用两个下划线来定义“__LED_H”标号,其实这只是防止它与其它普通宏定义重复了, 如我们用“GPIO_PIN_0”来代替这个判断标号,就会因为stm32f10x.h已经定义了GPIO_PIN_0,结果导致“bsp_led.h”文件无效了,“bsp_led.h”文件一次都没被包含。



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