STM32——GPIO原理及库函数应用

STM32引脚说明

STM32F103RCT6 

• 共有4组IO口
• 前三组IO每组16个IO，最后一组3个IO
•  一共 16x3+3=51个IO口
•  GPIOA0~A15 GPIOB0~B15 GPIOC0~C15 GPIOD0~D2

 注：STM32大部分引脚除了当GPIO使用外，还可以复用为外设功能引脚（比如串口）

GPIO基本结构

四种输入模式	四种输出模式	最大翻转速度
输入浮空（开关全开）	开漏输出（N-MOS决定）	2MHZ
输入上拉（上开关闭合）	开漏复用式输出（复用功能决定）	10MHZ
输入下拉（下开关闭合）	推挽式输出（P-MOS决定）	50MHZ
模拟输入（AD转换）	推挽式复用输出（复用功能决定）

 GPIO工作方式

• 上电后，GPIO默认为浮空状态
• 推挽输出：可以输出强高低电平，连接数字器件
• 开漏输出：只可以输出强低电平，强高电平得靠外部高电平拉高

GPIO相关配置寄存器

每组GPIO端口的寄存器包括：

• 两个32位配置寄存器（GPIOx_CRL和GPIOx_CRH）
• 两个32位数据寄存器 （GPIOx_IDR和GPIOx_ODR）
• 一个32位置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR）
• 一个16位复位寄存器（GPIOx_BRR）
• 一个32位锁定寄存器（GPIOx_LCKR）
• 注：每个IO可以自由编程，但必须按32位字被访问（不允许半字节或字节访问）

 端口配置低寄存器（GPIOx_CRL）

 端口配置高寄存器（GPIOx_CRH）

 注：因一组GPIO有16个IO口，故需要高寄存器和低寄存器，前八个IO由低寄存器控制，后八个IO由高寄存器控制

 端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR）

 端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）

 端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)

 端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)

库函数介绍

库函数位置：

• 头文件：stm32f10x_gpio.h
• 源文件：stm32f10x_gpio.c

初始化函数

实现函数：void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

作用：初始化一个或者多个IO口（同一组）的工作方式和速度。

注：主要完成GPIO_CRL(CRH)配置寄存器的操作

使用实例：

 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 端口配置
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);	 //根据设定参数初始化GPIOB.5

 读输入电平函数：

实现函数：uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

作用： 读取某个GPIO的输入电平

注：主要完成GPIOx_IDR寄存器的配置。

使用实例：

  GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_5);//读取GPIOA.5的输入电平

实现函数：uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

作用：读取某组GPIO的输入电平。

注：主要完成GPIOx_IDR寄存器的配置。

使用实例：

GPIO_ReadInputData(GPIOA);//读取GPIOA组中所有io口输入电平

读输出电平函数：

实现函数：uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

作用： 读取某个GPIO的输出电平

注：主要完成GPIOx_ODR寄存器的配置。

使用实例：

  GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_5);//读取GPIOA.5的输出电平

实现函数：uint16_t GPIO_ReadOnputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

作用：读取某组GPIO的输出电平。

注：主要完成GPIOx_ODR寄存器的配置。

使用实例：

GPIO_ReadOutputData(GPIOA);//读取GPIOA组中所有io口输出电平

设置输出电平函数：

实现函数：void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

作用：设置某个IO口输出位高电平

注：实际操作BSSR寄存器

使用实例：

void GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);//设置GPIOA.5的输出高电平

实现函数：void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

作用：设置某个IO口输出位低电平

注：实现操作BRR寄存器

使用实例：

void GPIO_ResetBits(GPIOA, uint16_t GPIO_Pin_5);//设置GPIOA.5为低电平