本文主要是介绍华大HC32F460跑马灯实验，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
1.GPIO编程基础
1.1 GPIO编程定义说明
GPIO（General Purpose Input Output）官方说法叫“通用输入输出”，一般一组端口的写法为Px，在HC32F46微控制器100脚芯片中，x=A~E,H，如PA表示PortA端口组。在编程中被定义如下。
typedef enum en_port
{PortA = 0, ///< port group APortB = 1, ///< port group BPortC = 2, ///< port group CPortD = 3, ///< port group DPortE = 4, ///< port group EPortH = 5, ///< port group H
}en_port_t;
每组端口一般为16个I/O引脚（有些端口不足16个，例如HC32F460微控制器100脚芯片H组端口只有3个I/O引脚），每个引脚用Pxy表示，其中x= A~E,H, y=0~15；引脚在编程中定义如下。
typedef enum en_pin
{Pin00 = (1 << 0), ///< Pin index 00 of each port groupPin01 = (1 << 1), ///< Pin index 01 of each port groupPin02 = (1 << 2), ///< Pin index 02 of each port groupPin03 = (1 << 3), ///< Pin index 03 of each port groupPin04 = (1 << 4), ///< Pin index 04 of each port groupPin05 = (1 << 5), ///< Pin index 05 of each port groupPin06 = (1 << 6), ///< Pin index 06 of each port groupPin07 = (1 << 7), ///< Pin index 07 of each port groupPin08 = (1 << 8), ///< Pin index 08 of each port groupPin09 = (1 << 9, ///< Pin index 09 of each port groupPin10 = (1 << 10, ///< Pin index 10 of each port groupPin11 = (1 << 11, ///< Pin index 11 of each port groupPin12 = (1 << 12, ///< Pin index 12 of each port groupPin13 = (1 << 13, ///< Pin index 13 of each port groupPin14 = (1 << 14, ///< Pin index 14 of each port groupPin15 = (1 << 15, ///< Pin index 15 of each port groupPinAll= 0Xffff, ///< All pins selected
}en_pin_t;
GPIO除作为普通输入输出之外，还有很多复用功能，例如作为usart串口的数据收发信号线，外部中断功能等。在编程中对每个复用功能进行了功能号的定义，可以在I/O口初始化的时候使用（默认为GPIO）。
typedef enum en_port_func
{Func_Gpio = 0u, ///< function set to gpioFunc_Fcmref = 1u, ///< function set to fcm referenceFunc_Rtcout = 1u, ///< function set to rtc outputFunc_Vcout = 1u, ///< function set to vc outputFunc_Adtrg = 1u, ///< function set to adc triggerFunc_Mclkout = 1u, ///< function set to mclk outputFunc_Tim4 = 2u, ///< function set to timer4Func_Tim6 = 3u, ///< function set to timer6Func_Tima0 = 4u, ///< function set to timerAFunc_Tima1 = 5u, ///< function set to timerAFunc_Tima2 = 6u, ///< function set to timerAFunc_Emb = 6u, ///< function set to embFunc_Usart_Ck = 7u, ///< function set to usart clkFunc_Spi_Nss = 7u, ///< function set to spi nssFunc_Qspi = 7u, ///< function set to qspiFunc_Key = 8u, ///< function set to keyFunc_Sdio = 9u, ///< function set to sdioFunc_I2s = 10u, ///< function set to i2sFunc_UsbF = 10u, ///< function set to usb full speedFunc_Evnpt = 14u, ///< function set to event portFunc_Eventout = 15u, ///< function set to event outFunc_Usart1_Tx = 32u, ///< function set to usart tx of ch.1Func_Usart3_Tx = 32u, ///< function set to usart tx of ch.3Func_Usart1_Rx = 33u, ///< function set to usart rx of ch.1Func_Usart3_Rx = 33u, ///< function set to usart rx of ch.3Func_Usart1_Rts = 34u, ///< function set to usart rts of ch.1Func_Usart3_Rts = 34u, ///< function set to usart rts of ch.3Func_Usart1_Cts = 35u, ///< function set to usart cts of ch.1Func_Usart3_Cts = 35u, ///< function set to usart cts of ch.3Func_Usart2_Tx = 36u, ///< function set to usart tx of ch.2Func_Usart4_Tx = 36u, ///< function set to usart tx of ch.4Func_Usart2_Rx = 37u, ///< function set to usart rx of ch.2Func_Usart4_Rx = 37u, ///< function set to usart rx of ch.4Func_Usart2_Rts = 38u, ///< function set to usart rts of ch.2Func_Usart4_Rts = 38u, ///< function set to usart rts of ch.4Func_Usart2_Cts = 39u, ///< function set to usart cts of ch.2Func_Usart4_Cts = 39u, ///< function set to usart cts of ch.4Func_Spi1_Mosi = 40u, ///< function set to spi mosi of ch.1Func_Spi3_Mosi = 40u, ///< function set to spi mosi of ch.3Func_Spi1_Miso = 41u, ///< function set to spi miso of ch.1Func_Spi3_Miso = 41u, ///< function set to spi miso of ch.3Func_Spi1_Nss0 = 42u, ///< function set to spi nss0 of ch.1Func_Spi3_Nss0 = 42u, ///< function set to spi nss0 of ch.3Func_Spi1_Sck = 43u, ///< function set to spi sck of ch.1Func_Spi3_Sck = 43u, ///< function set to spi sck of ch.3Func_Spi2_Mosi = 44u, ///< function set to spi mosi of ch.2Func_Spi4_Mosi = 44u, ///< function set to spi mosi of ch.2Func_Spi2_Miso = 45u, ///< function set to spi miso of ch.4Func_Spi4_Miso = 45u, ///< function set to spi miso of ch.4Func_Spi2_Nss0 = 46u, ///< function set to spi nss0 of ch.2Func_Spi4_Nss0 = 46u, ///< function set to spi nss0 of ch.4Func_Spi2_Sck = 47u, ///< function set to spi sck of ch.2Func_Spi4_Sck = 47u, ///< function set to spi sck of ch.4Func_I2c1_Sda = 48u, ///< function set to i2c sda of ch.1Func_I2c3_Sda = 48u, ///< function set to i2c sda of ch.3Func_I2c1_Scl = 49u, ///< function set to i2c scl of ch.1Func_I2c3_Scl = 49u, ///< function set to i2c scl of ch.3Func_I2c2_Sda = 50u, ///< function set to i2c sda of ch.2Func_Can1_Tx = 50u, ///< function set to can tx of ch.1Func_I2c2_Scl = 51u, ///< function set to i2c scl of ch.2Func_Can1_Rx = 51u, ///< function set to can rx of ch.1Func_I2s1_Sd = 52u, ///< function set to i2s sd of ch.1Func_I2s3_Sd = 52u, ///< function set to i2s sd of ch.3Func_I2s1_Sdin = 53u, ///< function set to i2s sdin of ch.1Func_I2s3_Sdin = 53u, ///< function set to i2s sdin of ch.3Func_I2s1_Ws = 54u, ///< function set to i2s ws of ch.1Func_I2s3_Ws = 54u, ///< function set to i2s ws of ch.3Func_I2s1_Ck = 55u, ///< function set to i2s ck of ch.1Func_I2s3_Ck = 55u, ///< function set to i2s ck of ch.3Func_I2s2_Sd = 56u, ///< function set to i2s sd of ch.2Func_I2s4_Sd = 56u, ///< function set to i2s sd of ch.4Func_I2s2_Sdin = 57u, ///< function set to i2s sdin of ch.2Func_I2s4_Sdin = 57u, ///< function set to i2s sdin of ch.4Func_I2s2_Ws = 58u, ///< function set to i2s ws of ch.2Func_I2s4_Ws = 58u, ///< function set to i2s ws of ch.4Func_I2s2_Ck = 59u, ///< function set to i2s ck of ch.2Func_I2s4_Ck = 59u, ///< function set to i2s ck of ch.4
}en_port_func_t;
I/O引脚的应用模式一般有三种：输入模式、输出模式、模拟模式，在代码中被定义如下。
typedef enum en_pin_mode
{Pin_Mode_In = 0, ///< GPIO 输入模式Pin_Mode_Out = 1, ///< GPIO 输出模式Pin_Mode_Ana = 2, ///< GPIO 模拟模式
}en_pin_mode_t;
其中输出模式又有两种：开漏输出和CMOS模式。定义如下：
typedef enum en_pin_o_type
{Pin_OType_Cmos = 0, ///< CMOSPin_OType_Od = 1, ///< Open Drain
}en_pin_o_type_t;
为了更好的对GPIO进行初始化，专门定义一个初始化结构，每次子需要对该结构定义的变量中进行初始化赋值后，在初始化函数中调用该变量即可。
typedef struct stc_port_init
{en_pin_mode_t enPinMode; ///< Set pin mode @ref en_pin_mode_ten_functional_state_t enLatch; ///< Pin output latch enableen_functional_state_t enExInt; ///< al int enableen_functional_state_t enInvert; ///< Pin input/output invert enableen_functional_state_t enPullUp; ///< Internal pull-up resistor enableen_pin_drv_t enPinDrv; ///< Drive capacity setting @ref en_pin_drv_ten_pin_o_type_t enPinOType; ///< Output mode setting @ref \en_pin_o_type_ten_functional_state_t enPinSubFunc; ///< Pin sub-function enable
}stc_port_init_t;
1.2 GPIO库函数介绍
GPIO通用法的库函数不多，函数列表如下：
en_result_t PORT_Init(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin, \const stc_port_init_t *pstcPortInit);en_result_t PORT_DeInit(void);void PORT_Unlock(void);void PORT_Lock(void);en_result_t PORT_DebugPortSetting(uint8_t u8DebugPort, \en_functional_state_t enFunc);en_result_t PORT_PubSetting(const stc_port_pub_set_t *pstcPortPubSet);uint16_t PORT_GetData(en_port_t enPort);en_flag_status_t PORT_GetBit(en_port_t enPort, en_pin_t enPin);en_result_t PORT_SetPortData(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin);en_result_t PORT_ResetPortData(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin);en_result_t PORT_OE(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin, \en_functional_state_t enNewState);en_result_t PORT_SetBits(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin);en_result_t PORT_ResetBits(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin);en_result_t PORT_Toggle(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin);en_result_t PORT_AlwaysOn(en_port_t enPort, en_functional_state_t enNewState);en_result_t PORT_SetFunc(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin, \ en_port_func_t enFuncSel, en_functional_state_t enSubFunc);en_result_t PORT_SetSubFunc(en_port_func_t enFuncSel);
此处重点讲初始化、I/0引脚置低、I/0引脚置高、I/0引脚取反、I/0引脚状态获取几个函数的原型及用法。
【GPIO初始化函数】
函数原型：en_result_t PORT_Init(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin, const stc_port_init_t *pstcPortInit)
输 入：
enPort：GPIO端口号, 参照ref en_port_t结构定义；
u16Pin：GPIO 引脚号, 参照ref en_pin_t结构定义；
pstcPortInit：初始化结构变量，参照stc_port_init_t结构定义变量。
输 出：初始化结果状态，一般不用；
功 能：初始化指定GPIO端口号的指定引脚；
举 例：PORT_Init( PortA, Pin05, &stcPortInit )。
【I/0引脚置低函数】
函数原型：en_result_t PORT_ResetBits(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin)
输 入：
enPort：GPIO端口号, 参照ref en_port_t结构定义；
u16Pin：GPIO 引脚号, 参照ref en_pin_t结构定义；
输 出：操作结果状态，一般不用；
功 能：GPIO端口号的指定引脚输出低电平（0）；
举 例：PORT_ResetBits ( PortA, Pin05 )。
【I/0引脚置高函数】
函数原型：en_result_t PORT_SetBits(en_port_t enPort, uint16_t u16Pin)
输 入：
enPort：GPIO端口号, 参照ref en_port_t结构定义；
u16Pin：GPIO 引脚号, 参照ref en_pin_t结构定义；
输 出：操作结果状态，一般不用；
功 能：GPIO端口号的指定引脚输出高电平（1）；
举 例：PORT_ SetBits ( PortA, Pin05 )。
2 实验1：跑马灯实验
2.1 实验目标
本实验主要通过对GPIO驱动操作，控制LED的亮或灭，从而实现LED跑马灯动态效果显示。
2.2 实验准备
硬件搭建：ZW-HC32F460-BZ标准版开发板1套
软件搭建：MDK5.22
2.3 硬件原理
板载4个LED功能指示灯，LED1、LED2、LED3、LED4分别对应PA5、PA6、PA7、PA8引脚。原理图如下所示。
从图中可以看出引脚输出低电平，对应LED灯被点亮；反之熄灭。
2.4 驱动代码
为了简化编程，让用户快速上手，我公司针对LED驱动文件进行了深度优化编写，提供开源的led.c和led.h以供用户使用，现将源文件关键定义及函数做说明。
【LED定义】
1）LED编号定义
本案使用四个LED灯，对四个LED序号进行如下定义。
#define LED1 0x0001
#define LED2 0x0002
#define LED3 0x0004
#define LED4 0x0008
2）LED端口和引脚定义
因为LED灯是直接GPIO引脚驱动的，实际上控制LED灯亮灭就是直接控制GPIO引脚置高置低操作，其使用方法与GPIO操作类似。这里定义了各个LED的端口号以及引脚号。
#define BSP_LED1_PORT ( PortA + LED1_PORT_NUM )
#define BSP_LED1_PIN ( Pin00 << LED1_PIN_NUM )
#define BSP_LED2_PORT ( PortA + LED2_PORT_NUM )
#define BSP_LED2_PIN ( Pin00 << LED2_PIN_NUM )
#define BSP_LED3_PORT ( PortA + LED3_PORT_NUM )
#define BSP_LED3_PIN ( Pin00 << LED3_PIN_NUM )
#define BSP_LED4_PORT ( PortA + LED4_PORT_NUM )
#define BSP_LED4_PIN ( Pin00 << LED4_PIN_NUM )
备注：为了文件的扩展性，本文件采用灵活配置LED端口及引脚的方式，也就是用户可以自定义每个LED灯对应的端口号及引脚。以上显示的LEDx_PORT_NUM和LEDx_PIN_NUM均随着配置不同动态变化的。当然你也可以直接定义指定端口和引脚（以LED1为例）。
#define BSP_LED1_PORT PortA )
#define BSP_LED1_PIN Pin05
说明：以上定义均在led.h文件中，为了更好的通用及扩展性，在文件中定义了10个LED，也就是本源文件不做任何修改的前提下可以支持10个LED灯外设的控制操作，用户只需要通过实际的原理图勾选配置对应的LED使能及对应引脚即可。
【LED初始化】
初始化函数与初始化GPIO方法一样。
函数原型: void LedInt( void )
功能说明: LED灯初始化
输入参数: 无
输出参数: 无
特殊备注: 这里根据定义的LED数据全部初始化,需要配合的参数
1.BSP_LED_NUM (宏)
2.BSP_LED_PORT_PIN (结构体)
void LedInt( void )
{u8 i;stc_port_init_t stcPortInit;MEM_ZERO_STRUCT( stcPortInit ); //结构体初始化stcPortInit.enPinMode = Pin_Mode_Out; //设置输出模式for (i = 0U; i < BSP_LED_NUM; i++){PORT_Init( BSP_LED_PORT_PIN[i].port, BSP_LED_PORT_PIN[i].pin, &stcPortInit );}
}
【点亮LED】
点亮LED调用PORT_ ResetBits ()函数，将对应的GPIO引脚置低即可。
函数原型: void LedOn( u8 u8Led )
功能说明: 点亮指定的LED
输入参数: 指定LED序号
输出参数: 无
特殊备注: 无
void LedOn( u8 u8Led )
{u8 i; for (i = 0U; i < BSP_LED_NUM; i++){if (0U != ((u8Led >> i) & 1U)){PORT_ResetBits(BSP_LED_PORT_PIN[i].port, \BSP_LED_PORT_PIN[i].pin);}}
}
【熄灭LED】
熄灭LED调用PORT_SetBits()函数，将对应的GPIO引脚置高即可。
函数原型: void LedOff( u8 led )
功能说明: 关闭指定LED
输入参数: 指定LED序号
输出参数: 无
特殊备注: 无
void LedOff( u8 led )
{u8 i; for (i = 0U; i < BSP_LED_NUM; i++){if ( 0U != ( ( led >> i ) & 1U ) ){PORT_SetBits( BSP_LED_PORT_PIN[i].port, \SP_LED_PORT_PIN[i].pin );}}
}
【LED状态取反】
LED状态改变调用PORT_ GetBit ()函数，将对应的GPIO引脚状态取反。
函数原型: void LedToggle( u8 led )
功能说明: 取反R指定LED灯状态
输入参数: 指定LED序号
输出参数: 无
特殊备注: 无
void LedToggle( u8 led )
{u8 i; for (i = 0U; i < BSP_LED_NUM; i++){if ( 0U != ( ( led >> i ) & 1U ) ){PORT_Toggle( BSP_LED_PORT_PIN[i].port, BSP_LED_PORT_PIN[i].pin );}}
}
2.5 主流程图
2.6 实验过程
【第一步：新建/配置工程】
参见以下四点，将工程模板复制到实验目录下，将工程名改为LED。
【1：工程名称修改】
工程模板工程文件统一命名为：MDK-HC32F460。用户可以根据自己应用对工程重新命名，只需要修改MDK-HC32F460.uvprojx文件和MDK-HC32F460.uvoptx文件即可。比如我的修改为Template-HC32F460。
【2：FWLibCfg.h配置】
打开工程模板，对FWLibCfg.h进行初始化配置。
1）调试串口配置
建议配置USB转串口，这样即可为板子供电，还可以使用串口调试信息。
2）外设资源配置
如果使用了调试串口配置，CLK_EN、EFM_EN、GPIO_EN、PWC_EN、SRAM_EN、UTILITY_EN必须勾选，缺一不可。
配置完后可以编译看是否正确。
此时模板的基本配置就完成，可以在基础上增加用户功能代码。这里我们使用库函数简要的点亮一个LED灯测试下。
【3：增加用户代码】
1）定义Port初始化结构体
stc_port_init_t stcPortInit; //定义Port初始化结构体2）初始化LED1对应的PA5引脚
MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);
stcPortInit.enPinMode = Pin_Mode_Out;
stcPortInit.enExInt = Enable;
stcPortInit.enPullUp = Enable;
PORT_Init(PortA, Pin05, &stcPortInit);
初始化输出模式。
3）点亮LED1
只需要讲PA5置为低电平即可。
PORT_ResetBits(PortA, Pin05);//PA5输出低电平【4：验证结果】
编译下载即可。LED1被点亮，同时串口输出“The Template!”内容，如下图所示。
勾选FWLibCfg.h配置中的CLK_EN、EFM_EN、GPIO_EN、PWC_EN、SRAM_EN、UTILITY_EN选项
【第二步：添加LED模块驱动】
将led.c和led.h复制到\实验1跑马灯实验\Hardware\OnBoard路径下，同时将led.c添加到工程中Hardware/OnBoard下。
【第三步：初始化编程】
1）添加led头文件
在main.c文件中先添加 led.h头文件。
#include "led.h"2）配置led控制引脚
打开led.h（一般将h文件添加到c文件并编译，即可在c文件下方显示出该h文件）文件，在下方选择 “Configuration Wizard”标签，即可出现配置界面。将LED1~LED4进行如下配置（与原理图引脚对应）。
3）LED初始化
在主函数中调用LED初始化函数LedInt()。
LedInt();【第四步：跑马灯实现】
四个LED实现跑马灯控制逻辑很简单，LED灯依次点亮熄灭即可。
while(1){LedOn(LED1);Ddl_Delay1ms(200);LedOff(LED1); LedOn(LED2); Ddl_Delay1ms(200);LedOff(LED2);LedOn(LED3);Ddl_Delay1ms(200);LedOff(LED3);LedOn(LED4);Ddl_Delay1ms(200);LedOff(LED4);}
【第五步：下载验证】
连接好硬件。
编译下载运行该程序，即可看到板载的四个LED灯循环依次点亮熄灭。
可以调整延时时间，观察显示效果。
2.7 实验扩展
1）先将四个LED依次点亮，再依次熄灭；如此循环。
2）从LED1到LED4依次点亮，再从LED4到LED1依次熄灭；如此循环。
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编者寄语：时光积攒经验,实践塑造成长。
成都卓物科技有限公司
2022年11月24日
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