STM32笔记之GPIO

shmily53

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STM32笔记之GPIO

一、GPIO的概述：

   STM32根据型号的不同拥有几十到一上百个IO口，其硬件结构决定，具有多种模式。

( 1) GPIO_Mode_AIN 模拟输入
（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入
（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出
（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

二、GPIO的配置

（1） 浮空输入_IN_FLOATING ——浮空输入，可以做KEY识别，RX1。

（2）带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入。

（3）带下拉输入_IPD—— IO内部下拉电阻输入。

（4） 模拟输入_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电。

（5）开漏输出_OUT_OD ——IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能。

（6）推挽输出_OUT_PP ——IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的。

（7）复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能（I 2C的SCL,SDA）

（8）复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK）

GPIO输出的速度匹配：

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

  I/O口的输出模式下，有3种输出速度可选(2MHz、10MHz和50MHz)，这个速度是指I/O口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度，输出信号的速度与程序有关（芯片内部在I/O口的输出部分安排了多个不同响应速度的输出驱动电路，用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路）。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块，达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。高频的驱动电路，噪声也高，当不需要高的输出频率时，请选用低频驱动电路，这样非常有利于提高系统的EMI性能。当然如果要输出较高频率的信号，但却选用了较低频率的驱动模块，很可能会得到失真的输出信号。

有一点是关键，即GPIO的引脚速度跟应用匹配（推荐10倍以上）。比如：
1） 对于串口，假如最大波特率只需115.2k，那么用2M的GPIO的引脚速度就够了，既省电也噪声小。
2 ）对于I2C接口，假如使用400k波特率，若想把余量留大些，那么用2M的GPIO的引脚速度或许不够，这时可以选用10M的GPIO引脚速度。
3 ）对于SPI接口，假如使用18M或9M波特率，用10M的GPIO的引脚速度显然不够了，需要选用50M的GPIO的引脚速度。

l 在STM32中如何配置片内外设使用的IO端口
①配置输入的时钟；②初始化后即被激活(开启)；③如果使用该外设的输入输出管脚，则需要配置相应的GPIO端口（否则该外设对应的输入输出管脚可以做普通GPIO管脚使用）；④再对外设进行详细配置。

对应到外设的输入输出功能有下述三种情况：
①外设对应的管脚为输出：需要根据外围电路的配置选择对应的管脚为复用功能的推挽输出或复用功能的开漏输出。
②外设对应的管脚为输入：则根据外围电路的配置可以选择浮空输入、带上拉输入或带下拉输入。
③ADC对应的管脚：配置管脚为模拟输入。
如果把端口配置成复用输出功能，则引脚和输出寄存器断开，并和片上外设的输出信号连接。将管脚配置成复用输出功能后，如果外设没有被激活，那么它的输出将不确定。

基本信息了解后，可以开始对GPIO进行操作了

三、GPIO的操作

1.使能时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)

这个函数有两个参数， 第一个参数是用来指定 APB总线，。第二个参数为状态

实例：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能GPIOA时钟

大家知道有两个总线APB1和APB2，为什么第一个参数不是RCC_APB1Periph_GPIOA呢？

看了上面的图，大家应该明白了

2.通过 GPIO 初始化函数对GPIO初始化：
   void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)；
   这个函数有两个参数， 第一个参数是用来指定 GPIO，取值范围为 GPIOA~GPIOG。第二个参数为初始化参数结构体指针，结构体类型为 GPIO_InitTypeDef。下面我们看看这个结
构体的定义。stm32f10x_gpio.c文件，定位到 GPIO_Init 函数体处， 双击入口参数类型 GPIO_InitTypeDef 后右键选择“Go to definition of…” 可以查看结构体的定义：

   typedef struct
   {

  uint16_t GPIO_Pin;
  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
}GPIO_InitTypeDef;

下面我们通过一个 GPIO 初始化实例这个结构体的成员变量。
通过初始化结构体初始化 GPIO 的常用格式是：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //LED0-->PA.0 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度 50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//根据设定参数配置 GPIO

   上面代码的意思是设置 GPIOA 的第0个端口为推挽输出模式，同时速度为 50M。 从上面初始化代码可以看出，结构体 GPIO_InitStructure 的第一个成员变量 GPIO_Pin 用来设置是要初始化哪个或者哪些 IO 口； 第二个成员变量 GPIO_Mode 是用来设置对应 IO 端口的输出输入模式，这些模式是上面我们讲解的 8 个模式， 在stm32f10x_gpio.h中是通过一个枚举类型定义的：

typedef enum
{

GPIO_Mode_AIN = 0x0, //模拟输入
                GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, //浮空输入
                GPIO_Mode_IPD = 0x28, //下拉输入
                GPIO_Mode_IPU = 0x48, //上拉输入
                GPIO_Mode_Out_OD = 0x14, //开漏输出
                GPIO_Mode_Out_PP = 0x10, //通用推挽输出
                GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, //复用开漏输出
                GPIO_Mode_AF_PP = 0x18 //复用推挽

}GPIOMode_TypeDef;

第三个参数是 IO 口速度设置， 有三个可选值，在stm32f10x_gpio.h中同样是通过枚举类型定义：

typedef enum
{
   GPIO_Speed_10MHz,
   GPIO_Speed_2MHz,
   GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;

3.设置端口

读引脚：  

  uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
  比如读 GPIOA.0 的电平状态：
   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0);

写引脚：

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); //输出高电平
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)//输出低电平

16号哨兵

关于GPIO的不同状态，以前在做项目的时候系统的研究过，比如两个芯片管脚直连的时候应该怎么配置，当时也查了好多东西才搞定的。这个帖子总结的还是比较细的。

ljj3166

蛮详细的总结
如果结合实际连接来举例就更牛了

白手梦想家

james_rd

调库就是简单，我配置RCC APB低层，累死个人。