嵌入式系统IO编程

嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常被用于特定的应用领域，比如汽车电子控制系统、智能家居、医疗设备、工业控制等。与通用计算机不同，嵌入式系统往往具有更强的实时性、更小的存储空间和处理能力、更低的功耗和成本等特点。在嵌入式系统中，IO编程是一项重要的任务，它涉及到与外界硬件设备的交互，包括输入（Input）和输出（Output）操作。

输入操作

在嵌入式系统中，输入操作主要涉及到采集外部传感器或其他设备传来的数据。常用的传感器有温度传感器、湿度传感器、气压传感器、加速度传感器、陀螺仪等。输入操作需要用到嵌入式系统的GPIO（General-Purpose Input/Output）模块或者其他外设模块，比如ADC（Analog-to-Digital Converter）模块等。

以下是一个使用GPIO模块采集按键状态的示例代码：

#include <stdio.h>
#include "stm32f10x.h"

int main(void) {
    // 初始化GPIO模块
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

    // 采集按键状态
    while (1) {
        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOD, GPIO_Pin_0) == RESET) {
            printf("KEY pressed!\r\n");
        }
    }
    return 0;
}

在这个示例代码中，我们使用了STM32F103芯片中的GPIOD模块，将第0引脚配置为上拉输入模式（IPU），然后通过循环不断采集按键状态。如果按键被按下，程序会输出"KEY pressed!"。

输出操作

在嵌入式系统中，输出操作主要涉及到控制外部硬件设备的行为，比如控制LED灯的开关、控制电机的速度和方向等。输出操作同样需要用到嵌入式系统的GPIO模块或者其他外设模块，比如PWM（Pulse-Width Modulation）模块、DAC（Digital-to-Analog Converter）模块等。

以下是一个使用GPIO模块控制LED灯亮灭的示例代码：

#include <stdio.h>
#include "stm32f10x.h"

int main(void) {
    // 初始化GPIO模块
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    // 控制LED灯亮灭
    while (1) {
        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12); // 点亮LED灯
        Delay(1000);                       // 延时1秒
        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12); // 关闭LED灯
        Delay(1000);                       // 延时1秒
    }
    return 0;
}

void Delay(__IO uint32_t nCount) {
    for (; nCount != 0; nCount--);
}

在这个示例代码中，我们使用了STM32F103芯片中的GPIOB模块，将第12引脚配置为推挽输出模式（Out_PP），并且设置输出速度为50MHz。然后通过循环不断控制LED灯的亮灭状态，具体控制方法是先将GPIOB的第12引脚设置为高电平，表示点亮LED灯；然后通过一个简单的延时函数来实现等待1秒的效果；最后将GPIOB的第12引脚设置为低电平，表示关闭LED灯，并再次通过延时函数实现等待1秒的效果。