1. GPIO输出控制LED闪烁

任务说明

本案例要求在ARM嵌入式开发板上，通过配置GPIO输出寄存器，控制板载LED以1Hz频率闪烁（即每500ms翻转一次电平）。你需要完成从寄存器配置到延时控制的完整代码编写，并能在开发板上观察到LED的亮灭变化。

硬件连接与寄存器映射

以STM32F407开发板为例，板载LED通常连接在GPIOF的Pin9（或根据实际板卡调整）。本案例使用GPIOF端口，输出引脚为Pin9，低电平点亮LED。系统时钟配置为168MHz，APB2外设时钟为84MHz。

代码实现

以下代码直接操作寄存器完成GPIO配置与LED闪烁控制，不依赖HAL库。延时函数使用简单的循环计数实现，系统时钟168MHz下，内层循环约耗时1μs。

// main.c
#include "stm32f4xx.h"

// 简单延时函数：约延时 ms 毫秒（168MHz主频）
void delay_ms(uint32_t ms) {
    uint32_t i, j;
    for (i = 0; i < ms; i++) {
        // 约168次循环 ≈ 1μs，168000次 ≈ 1ms
        for (j = 0; j < 168000; j++) {
            __NOP();
        }
    }
}

void GPIO_Init(void) {
    // 1. 使能GPIOF时钟（AHB1总线）
    RCC->AHB1ENR |= (1U << 5);   // Bit5: GPIOFEN

    // 2. 配置PF9为输出模式
    GPIOF->MODER &= ~(3U << 18); // 先清零Bits[19:18]
    GPIOF->MODER |= (1U << 18);  // 设置为01：通用输出模式

    // 3. 设置输出类型为推挽（默认即可，此处显式配置）
    GPIOF->OTYPER &= ~(1U << 9); // Bit9=0：推挽输出

    // 4. 设置输出速度（可选，默认即可）
    GPIOF->OSPEEDR &= ~(3U << 18);
    GPIOF->OSPEEDR |= (2U << 18); // 50MHz速度

    // 5. 无上下拉
    GPIOF->PUPDR &= ~(3U << 18);
}

int main(void) {
    GPIO_Init();

    while (1) {
        // 点亮LED：PF9输出低电平
        GPIOF->BSRR = (1U << (9 + 16)); // BR9=1，复位Pin9
        delay_ms(500);

        // 熄灭LED：PF9输出高电平
        GPIOF->BSRR = (1U << 9);        // BS9=1，置位Pin9
        delay_ms(500);
    }
}

代码说明

代码首先通过RCC->AHB1ENR的Bit5使能GPIOF端口时钟。然后配置GPIOF->MODER寄存器，将Pin9对应的模式位（Bits[19:18]）设置为01，即通用输出模式。在main函数的循环中，通过GPIOF->BSRR寄存器操作Pin9：向BR9写入1使引脚输出低电平（LED点亮），向BS9写入1使引脚输出高电平（LED熄灭）。每次状态切换后调用delay_ms(500)延时500ms，从而实现1Hz的闪烁频率。

编译与烧录

使用ARM Compiler或GCC工具链编译，生成HEX文件后通过ST-Link烧录到开发板。以Keil MDK为例：

// 工程配置要点
1. Device: STM32F407VG
2. 在Options for Target → C/C++ → Define 中添加 USE_STDPERIPH_DRIVER
3. 选择 "Use MicroLIB" 以减小代码体积
4. 编译后点击 LOAD 烧录程序

验证方法

烧录程序后，观察开发板上的LED（PF9连接）是否以1Hz频率闪烁。使用秒表计时10秒，LED应完成约10次完整亮灭循环（允许±1次误差）。若LED常亮或常灭，检查GPIOF时钟使能位是否正确、MODER寄存器配置是否冲突，以及BSRR操作位是否对应Pin9。

判定标准：LED以稳定周期闪烁，亮灭时间各约500ms，且通过示波器测量PF9引脚波形时，高电平持续约500ms，低电平持续约500ms，频率约为1Hz。