代码收藏家技术教程 2024-01-12

解析STM32 8种工作模式被赋值为0x00、0x04、0x28等的原因和端口速度

如有错误，还请包涵与指出

1.keil中的GIPO端口配置值与对应寄存器端口配置值

在配置端口模式时，突然想到为什么stm32f10x_gpio.h文件中配置端口的模式值等于图1这些值，这些值与寄存器上介绍的值又感觉不一样，为什么这8种模式就等于对应的这些值。

//8种输出模式
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;

//端口的三种速度
typedef enum
{ 
  GPIO_Speed_10MHz = 1,
  GPIO_Speed_2MHz, 
  GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;

图1 Keil中配置端口给的值

在STM32中文参考手册中，可以看到端口配置低寄存器（CRL）的定义，如图2所示，对某个端口配置成推挽输出，速度为50MHz，则这4位为：0011。这里当时想糊涂了，一个是0011，一个是0x10，怎么等价的。去网上百度了一下，在正点原子论坛上有条解释是：这个固件库是为了写代码方便赋值，在GPIO_Init初始化里面进行运算，得到的赋值寄存器的相应位。

图2 CRL寄存器配置

2. 调试LED流水灯代码

于是，打开一个LED流水灯程序，对PB5进行推挽输出配置，在Debug下观察程序执行过程。①点击魔术棒按钮，②点击显示符号窗口，③右键点击要查看的变量添加到watch窗口，如图3所示。

图3 调试窗口

将程序执行到GPIO_Init（）函数前，观察watch窗口的变量值变化情况，如图4所示。随后点击单步执行，可以看到GPIO_Pin=0x0020，Speed=0x03，Mode=0x10，这与其宏定义和定义的变量值相等。

图4 调试界面

2.1 GPIO_Pin=0x0020，Speed=0x03，Mode=0x10原因

GPIO_Pin=0x0020，这在gpio.h文件中进行了宏定义，如图5所示。定义成这样的原因是：

图5 引脚宏定义

引脚0为 0000 0000 0000 0001

引脚1为 0000 0000 0000 0010

引脚2为 0000 0000 0000 0100

以此类推…

引脚15为1000 0000 0000 0000

每个I/O端口都有寄存器配置，在参考手册中说到，ODR寄存器的0-15位分别一一对应16个I/O端口，如图6所示。我们在寄存器中对端口PB5进行置1，寄存器操作一般是：

GPIOB_ODR | = (1<<5);

这就与刚刚宏定义相对应起来了，哪个寄存器的位需要置1就选择对应的I/O口。

图6 ODR寄存器

对于Speed=0x03与Mode=0x10这里用了一个枚举，程序中让10MHz=1，往后枚举值从2开始递增，所50MHz=0x03，推挽输出的值已经给出，如图7所示。

图7 端口速度与模式

一直点击单步运行，进入GPIO_Iint初始化函数，会判断是低8位还是高8位的寄存器，即CRL与CRH，寄存器每4个位控制一个端口的模式及速度，每个寄存器32位，控制8个I/O口。随着单步执行，会看到这些变量变化，如图8所示，程序具体执行过程就不再分析，直接单步执行非常清晰。

图8 执行过程

3.程序变量最终执行结果

执行到最后一步，会看到寄存器CRL和变量tmpreg的值为0x4434444，也就是0x 0100 0100 0011 0100 0100 0100 0100 0100，这与之前最开始说的一致，在PB5端口的值为：0011，正好对应了推挽输出，50MHz，如图9所示。其中也可以看到GIPOB的地址为0x40010C00，偏移量也能对应上。