STM32标准库与HAL库中的Mode和Pull设置

Posted 2022-03-16 何事误红尘

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• 概述
• HAL库
• 标准库
• 再看HAL库

概述

最近做SDK的BSP驱动。之前使用STM32CubeMX进行开发，设计GPIO的初始化接口包括了mode、pull两个参数。
现在对接另一款国产芯片，芯片驱动仅支持标准库，在GPIO的初始化结构体中没有pull成员，且mode也不完全相同。那么该如何处理这两个参数呢？

HAL库

先看下STM32L152CCTx的工程，GPIO的初始化函数中对于pull的处理：

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)


      /* Activate the Pull-up or Pull down resistor for the current IO */
      temp = GPIOx->PUPDR;
      CLEAR_BIT(temp, GPIO_PUPDR_PUPDR0 << (position * 2));
      SET_BIT(temp, (GPIO_Init->Pull) << (position * 2));
      GPIOx->PUPDR = temp;
      

也就是操作PUPDR寄存器，查看手册定义如下：

而支持的mode如下：

#define  GPIO_MODE_INPUT                        (0x00000000U)   /*!< Input Floating Mode                   */
#define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP                    (0x00000001U)   /*!< Output Push Pull Mode                 */
#define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD                    (0x00000011U)   /*!< Output Open Drain Mode                */
#define  GPIO_MODE_AF_PP                        (0x00000002U)   /*!< Alternate Function Push Pull Mode     */
#define  GPIO_MODE_AF_OD                        (0x00000012U)   /*!< Alternate Function Open Drain Mode    */

#define  GPIO_MODE_ANALOG                       (0x00000003U)   /*!< Analog Mode  */

标准库

现在看下标准库时如何初始化的。标准库直接参考STM32F103的工程，GPIO初始化函数的主要代码如下：

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)


/*---------------------------- GPIO Mode Configuration -----------------------*/
  currentmode = ((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x0F);
  if ((((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x10)) != 0x00)
   
    /* Check the parameters */
    assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_InitStruct->GPIO_Speed));
    /* Output mode */
    currentmode |= (uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Speed;
  
/*---------------------------- GPIO CRL Configuration ------------------------*/
  /* Configure the eight low port pins */
  if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00)
  
    tmpreg = GPIOx->CRL;
    for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
    
      pos = ((uint32_t)0x01) << pinpos;
      /* Get the port pins position */
      currentpin = (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos;
      if (currentpin == pos)
      
        pos = pinpos << 2;
        /* Clear the corresponding low control register bits */
        pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
        tmpreg &= ~pinmask;
        /* Write the mode configuration in the corresponding bits */
        tmpreg |= (currentmode << pos);
        /* Reset the corresponding ODR bit */
        if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD)
        
          GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
        
        else
        
          /* Set the corresponding ODR bit */
          if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
          
            GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
          
        
      
    
    GPIOx->CRL = tmpreg;
  
  

1. 获取模式的低四位，得到mode。若为输出，则一并设置 speed；
2. 根据上拉还是下拉，管脚输出对应电平。

从代码可以看出，只有输入才会有上下拉。而支持的mode如下：

typedef enum
 GPIO_Mode_AIN = 0x0,
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,
  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18
GPIOMode_TypeDef;

与HAL库相比，多了GPIO_Mode_IPD和GPIO_Mode_IPU。也就是HAL库需要设置为输入模式，再单独设置上拉、下拉、浮空，而标准库直接定义了上拉输入模式、下拉输入模式和浮空输入模式。

另外，每个pin的模式由4bit控制，为什么枚举采用8bit呢？
这一点从代码中也可以看出来，高四位的0x1表示输出。

再看HAL库

查看STM32F103参考手册，也并没有PUPDR寄存器，应该是不同内核的原因。
用STM32CubeMX生成一个STM32F103的HAL库版本，查看下HAL库是如何处理的。生成后直接定位到HAL_GPIO_Init函数：

可以看到同样是对寄存器的4bit进行设置。展开switch，可以看到对Pull的处理，也就是先判断mode。如果为输入，则继续判断pull，最终还是归纳到标准库支持的8个mode：

到这里，SDK该如何处理mode和pull参数也就清晰了。