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应用C语言编写程序，在嵌入式实训板上实现点亮一个LED灯。
通过自己动手点亮一个LED灯，就如同照亮了人生前进的道路，激发学生用所学知识，开启自主研发产品的兴趣。
为了完成上述任务，需要先了解LED（Light Emitting Diode）。LED也称为发光二极管，是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。发光二极管的心脏是一个半导体晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来，实物如图2.1所示。
图2.1 发光二极管实物图
发光二极管的管芯结构与普通二极管相似，由一个PN结构成。当在发光二极管PN结上加正向电压时，空间电荷层变窄，载流子扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入N区，N区的电子注入P区。当电子和空穴复合时会释放出能量并以发光的形式表现出来。
了解原理后，画出发光二极管任务原理图并分析实现方法，原理图如图2.2所示。要点亮发光二极管LED，只要引脚PB0.1为高电平即可。同理，当引脚PB0.1为低电平时，LED不会被点亮。程序中用“0”表示低电平，“1”表示高电平，因此，要点亮图2.2所示的发光二极管，只需将值“1”赋给嵌入式芯片对应的引脚即可。同理，要熄灭发光二极管，只需将值“0”赋给嵌入式芯片对应的引脚即可。
图2.2 LED原理图
GPIO工作原理及库函数应用讲解（基于LED灯）
GPIO是通用输入/输出寄存器的简称，用于引脚与外部硬件设备连接，可实现与外部通信、控制外部硬件或采集外部硬件数据的功能。
STM32F103VBT6芯片有100个引脚，包括5个通用输入/输出口组成，分别为GPIOA,GPIOB,GPIOC,GPIOD,GPIOE，通常简称为PAx,PBx,PCx,PDx,PEx。GPIO口的电路结构图如图2.3所示。
图2.3 GPIO口的电路结构图
GPIO口的电路结构包括输入/输出寄存器、输入/输出控制电路与驱动器、保护二极管。
①保护二极管：I/O引脚上下两边两个二极管用于防止引脚外部过高、过低的电压输入。
②TTL施密特触发器：信号经过触发器后，把模拟信号转化为0和1的数字信号。
③P-MOS管和N-MOS管：使GPIO具有“推挽输出”和“开漏输出”的模式。
④GPIO的4种输入模式：浮空模式（ IN_FLOATING）、上拉模式（ IPU）、下拉模式（IPD）、模拟输入（AIN）。
⑤GPIO的4种输出模式：开漏输出（Out_OD）、开漏复用（AF_PP）、推挽输出（Out_PP）、推挽复用（AF_OD）。
GPIO配置的相关函数API主要位于“stm32f1xx_hal_gpio. c”文件中，GPIO的接口函数分为初始化函数、控制函数和配置函数三类。
①初始化函数，HAL_GPIO_Init:初始化引脚的工作模式，包括引脚的工作速度、复用模式、上拉模式、下拉模式等参数。HAL_GPIO_DeInit:将引脚恢复成默认的状态，即各个寄存器复位时的值。
②控制函数，HAL_GPIO_ReadPin:读取引脚的电平状态，函数返回值为0或1。HAL_GPIO_WritePin:设置引脚电平状态，给引脚写0或1。HAL_GPIO_TogglePin:翻转电平引脚状态。
③配置函数，HAL_GPIO_LockPin:锁定引脚的配置。
引脚初始化流程：
首先利用引脚初始化数据类型定义了一个结构体变量GPIO_InitStruct，并将它的各个成员变量初始化为零。其次根据引脚的配置要求，对相关的成员变量进行赋值。最后调用引脚初始化函数HAL_GPIO_Init，完成引脚的初始化。
1）硬件连接
根据前述分析，原理接线图如图2.4所示。
图2.4 原理接线图
2）软件编程
（1）建立工程
首先使用STM32CubeMX建立工程，在项目1中已经详细讲解过，这里只列出具体的引脚配置部分。
①启动CubeMX选择“ACCESS TO MCU SELECTOR”，进入目标选择界面。
②在芯片搜索框中输入“STM32F103VBT6”，在芯片列表框中双击出现的芯片型号，完成启动芯片。
③配置引脚PA6为输出模式，如图2.5所示。
图2.5 GPIO引脚的配置
（2）主程序流程图
主程序流程图，如图2.6所示。
图2.6 主程序流程图
（3）源程序代码
下面是源程序代码的主要部分，其中重点的程序代码都做了注释，这里没有列出非主要程序代码，完整的程序详见教学资源中的程序和实验视频。
经过程序的调试、编译、下载到STM32主控实训板，实验效果如图2.7所示。
图2.7 实验效果图
如果要实现LED灯闪烁，其实施步骤与点亮一个LED灯的步骤相同，但程序的编写有所不同，这里使用HAL_GPIO_TogglePin电平跳转函数。
1.实现两个相邻LED灯在电路板上常亮。
2.实现两个相邻LED灯在电路板上循环闪烁。