stm32—GPIO

Posted 2021-03-05 wyd-blogs

GPIO

简介：
??通用输入输出接口GPIO是嵌入式系统、单片机开发过程中最常用的接口，用户可以通过编程灵活的对接口进行控制，实现对电路板上LED、数码管、按键等常用设备控制驱动，也可以用作串口的数据收发管脚，或者AD的接口等复用功能使用。因此其作用和功能非常重要。

GPIO的工作模式：四种输入、四种输出

• 输入方式：
  • 输入浮空模式：由引脚直接进入输入数据寄存器
  • 输入上拉模式：存在上拉电阻（VDD约为30k到50k）
  • 输入下拉模式：存在下拉电阻（VSS约为30k到50k）
  • 模拟模式：不输入电平，输入电压
• 输出方式
  • 开漏输出方式：输出信号由CPU提供，但是只能提供低电平，输出低电阻（N_MOS半导体被拉低，不能输出1，除非提供上拉电阻）
  • 推挽输出方式：输出信号由CPU提供，可以提供高电平和低电平，输出1则显示1，输出0则显示0；
  • 复位开漏输出方式：输出信号由外界模块实现，输出低电阻（N_MOS半导体被拉低，不能输出1，除非提供上拉电阻）
  • 复位推挽方式：输出信号由外界模块实现，可以提供高电平和低电平，输出1则显示1，输出0则显示0；

GPIO库函数：

函数名	描述
GPIO_DeInit	将外设 GPIOx 寄存器重设为缺省值
GPIO_AFIODeInit	将复用功能（重映射事件控制和 EXTI 设置）重设为缺省值
GPIO_Init	根据 GPIO_InitStruct 中指定的参数初始化外设 GPIOx 寄存器
GPIO_StructInit	把 GPIO_InitStruct 中的每一个参数按缺省值填入
GPIO_ReadInputDataBit	读取指定端口管脚的输入
GPIO_ReadInputData	读取指定的 GPIO 端口输入
GPIO_ReadOutputDataBit	读取指定端口管脚的输出
GPIO_ReadOutputData	读取指定的 GPIO 端口输出
GPIO_SetBits	设置指定的数据端口位
GPIO_ResetBits	清除指定的数据端口位
GPIO_WriteBit	设置或者清除指定的数据端口位
GPIO_Write	向指定 GPIO 数据端口写入数据
GPIO_PinLockConfig	锁定 GPIO 管脚设置寄存器
GPIO_EventOutputConfig	选择 GPIO 管脚用作事件输出
GPIO_EventOutputCmd	使能或者失能事件输出
GPIO_PinRemapConfig	改变指定管脚的映射
GPIO_EXTILineConfig	选择 GPIO 管脚用作外部中断线路

函数GPIO_Init

函数名	GPIO_Init
函数原形	void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
功能描述	根据 GPIO_InitStruct 中指定的参数初始化外设 GPIOx 寄存器
输入参数 1	GPIOx： x 可以是 A， B， C， D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_InitStruct：指向结构 GPIO_InitTypeDef 的指针，包含了外设 GPIO 的配置信息参阅 Section：GPIO_InitTypeDef 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

GPIO_InitTypeDef structure
GPIO_InitTypeDef 定义于文件“stm32f10x_gpio.h”：

typedef struct
{
u16 GPIO_Pin;
GPiospeed_TypeDef GPIO_Speed;
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
} GPIO_InitTypeDef;
GPIO_Pin

GPIO_Speed

GPIO_Speed 用以设置选中管脚的速率。

GPIO_Speed	描述
GPIO_Speed_10MHz	最高输出速率 10MHz
GPIO_Speed_2MHz	最高输出速率 2MHz
GPIO_Speed_50MHz	最高输出速率 50MHz

GPIO_Mode值

GPIO_Speed	描述
GPIO_Mode_AIN	模拟输入
GPIO_Mode_IN_FLOATING	浮空输入
GPIO_Mode_IPD	下拉输入
GPIO_Mode_IPU	上拉输入
GPIO_Mode_Out_OD	开漏输出
GPIO_Mode_Out_PP	推挽输出
GPIO_Mode_AF_OD	复用开漏输出
GPIO_Mode_AF_PP	复用推挽输出

函数GPIO_SetBits

函数名	GPIO_SetBits
函数原形	void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能描述	设置指定的数据端口位
输入参数 1	GPIOx： x 可以是 A， B， C， D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待设置的端口位该参数可以取 GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合参阅 Section： GPIO_Pin 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

/* Set the GPIOA port pin 10 and pin 15 */
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

函数GPIO_ResetBits

函数名	GPIO_ResetBits
函数原形	void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能描述	清除指定的数据端口位
输入参数 1	GPIOx： x 可以是 A， B， C， D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待清除的端口位该参数可以取 GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合参阅 Section： GPIO_Pin 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

/* Clears the GPIOA port pin 10 and pin 15 */
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

库函数配置过程：

1. 开启时钟，STM32所有的GPIO都是挂载在APB2总线上的，首先开启APB2对应端口上的时钟，RCC_APB2PeriphClockCmd（）；
2. 初始化GPIO结构体，配置GPIO_Pin（引脚），GPIO_Mode（模式），GPIO_Speed（输出速度）。（如果引脚是输入，那么直接省略掉GPIO_Speed）.
3. 进行初始化结构体GPIO_Init()（至此，GPIO已经配置完成了）
4. 输出或者输入，GPIO_SetBits（）；（输出置位函数，也就是输出一个高电平）
   GPIO_ResetBits（）；（输出置零）。GPIO_ReadInputDataBit（），输入检测函数，检测一个引脚的输入电平。

初始化GPIO结构体：

/* Configure all the GPIOA in Input Floating mode */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);