四、GPIO 的使用

首先在 cargo.toml 的依赖项 [dependencies] 下增加一个依赖。

stm32f103xx-hal = { git = "https://gitee.com/EmergingTechnologies/stm32f103xx-hal.git" }

这是一个开源 hal 库。

然后我在 examples/led.rs 里添加了一个学习用例。

#![no_std]
#![no_main]


extern crate panic_halt;    // 如是不引入此库,则要自己实现一个 panic 处理函数。好像

use cortex_m::asm;
use cortex_m_rt::entry;

use stm32f103xx_hal as hal;
use hal::device;
use hal::prelude::*;

#[entry]
fn main() -> ! {
    asm::nop();  // To not have main optimize to do 

    let p = device::Peripherals::take().unwrap();
    
    let mut rcc = p.RCC.constrain();
    let mut gpiob = p.GPIOB.split(&mut rcc.apb2);

    let mut led_red = gpiob.pb5.into_push_pull_output(&mut gpiob.crl);
    let mut led_green= gpiob.pb0.into_push_pull_output(&mut gpiob.crl);
    let mut led_blue= gpiob.pb1.into_push_pull_output(&mut gpiob.crl);
    
    led_green.set_low();
    led_blue.set_high();
    led_red.set_high();

    loop {

    }
}

大部内容网上或 B 站都有解释,此我就不作过多表述了。

我主要想记录 GPIO 的使用,以及一些分享经验。

device::Peripherals::take().unwrap() 是创建一个外设实例。请注意,其为单例模式,即其在整个程序运行过程,只产生一次,源码是这样写的。因此 take() 返回的是一个 Option 类型。

p.RCC.constrain() 可以理解为获取一个整理过的 Rcc 实例。注意,经过 constrain() 后,RCC 变成了 Rcc。为何如此 "多此一举" 。开始我也不明,直到源码里有这样一句话,此函数是把 RCC 适配为其他库使用的形式。也就是说,此函数是适配器的作用。

p.GPIOB.split(&mut gpiob.crl) 与上例是一样的功能。

接下来,就是操作 GPIO 了。

gpiob.pb5.into_push_pull_output(&mut gpiob.crl) 设置的 pin 引脚的工作模式。

请仔细看 led_red 变量前的修饰符为 mut 。我未看过源码,不知其内部是否含有状态。但可以这样理解,led.set_high() 是要改变 LED 的状态,所以此处声明为 mut ,则与实际状态可变相对应。

另外在 vscode 里,提示 set_high() 为不推荐使用,应使用 data::v2 里的。其意思是,此库里 set_high() 是来自另一个库里的 traits 里(忘记哪个了),但这个 traits 有一个问题,是不会返回失败情况(好像是吧),所以该库又推出了一个 set_high()traits 放在 data::v2 里。

这个说明不一定正确,你最好自己看源码。

注: 在学习此 hal 库使用时,我发现了一个误区,就是 别以为引入一个类型,就能用他所有的方法。下面开始说明。

rust 和 python 在这点上类似,那我先以 python 为例。

当你在一个文件里定义了一个类 class ,那么你在其他文件还可以为这个 class 添加新的方法。例如,

# a.py
class A:
    def func1():
        ...
# b.py
A.func2 = func

# main1.py
import a

a.func1()  # 正确
a.func2() # 错误,因为 `A.func2 = func` 未被解释器跑过

# main2.py
import a
import b  # 把 A.func2=func 跑了一次,那么 func2 就会添加到 A 的 __dict__ 里

上述代码未经测试,可能内容有错误,但大概意思就该明白了。

同样,Rust 也存在这样说法。因为其 impl 可以在不同位置多次声明的。不过 Rust 存在的孤儿原则,使得其不会如 python 那样乱飞,起码你找其出处时,要不是在类型定义处,要不在 traits 定义处。

下面举一个不知在哪看到的源码,请注意,未经测试

let a = 1.cm();
let a = 50.hz();

从内容可以看出,1.cm()50.hz() 代表的是长度的 1 cm 和频率 1 Hz

其实现我猜是这样的,

/* length.rs */
pub struct CentreMeter(f32);

pub trait Length {
    pub fn cm(&self) -> CentreMeter;
}

impl Length for i32 {
    pub fn cm(&self) -> CentreMeter {
        CentreMeter(self as f32)
    }
}

因此,你只要导入此文件的 Length,就可以为 i32 增加新的功能了。直接使用 impl i32{} ,不知可不可以。我还未试过。


svd2rust - Rust (docs.rs)

此网站说明了为什么 Peripherals 被设计成单例模式

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