STM32 GPIO控制引脚详解

一、GPIO基本资料

          GPIO为通用输入输出口，可配置8种输入输出模式，引脚电平为0~3.3V（部分可容忍5V）。

         输出模式下可控制端口输出高低电平，以驱动LED ，控制蜂鸣器，模拟通信协议输出时序（I2C，SPI）等。

          输入模式下可读取端口的高低电平或电压，以读取按键输入，外接模块电平信号输入，ADC电压采集，模拟通信协议接收数据等。

二、GPIO结构

 图一

     图二

图三

       如图一， STM32中，所有GPIO挂载在APB2总线上。按GPIOA，GPIOB， GPIOC…命名，每GPIO外设16引脚（0~15/PX0~PX15）。

        如图二，寄存器是特殊的储存器，内核通过APB2总线对寄存器进行读写，完成输出读写电平的功能。

（一）GPIO中寄存器

1. 端口输出数据寄存器：普通IO口输出，同时控制16个端口，只能整体读写。

           单独读写某一位方法：

（1）先读寄存器，后通过按位于，按位或更改某一位，最后将数据写回（此方法较为麻烦）。

（2）通过位设置/清除寄存器进行单独读写。

（3）读写“位带”区域（类比51位寻址）。

2. 端口输入数据寄存器：读取GPIO输入状态。

3. 位设置/清除寄存器：单独操作输出寄存器某一位，而不影响其他位，高16位进行清除，低16位进行位设置。对输出数据寄存器置1（清除），则位设置寄存器对应位写1（0），其他位写0（1）。

4. 端口位清除寄存器： 与位设置/清除寄存器高16位功能相同。

5. 端口配置寄存器：配置GPIO工作模式

（二）施密特触发器：对输入电压进行整形。高于某一阈值，则输出高电平，低于某一阈值，则输出低电平。（注意：输入电压高于上限后施密特触发器输出电压维持高电平，直到下一次输入电压低于下限，不是低于上限后即输出低电平）

（三）保护二极管：输入电流大于3.3V时，上方二极管导通，防止过大电流对GPIO的伤害。电流小于0V时同理。

 三、GPIO模式

（一）推挽/开漏输出

          推挽输出模式下，P-MOS, N-MOS均有效，数据输出寄存器为1，P-MOS接通, N-MOS断开，输出高电平。反之，输出低电平。

          开漏输出模式下，P-MOS无效。数据输出寄存器为0，N-MOS导通，输出低电平。数据输出寄存器为1，N-MOS断开，即输出断开，此时为高阻模式，无驱动能力。（对比推挽输出，高低电平均有驱动能力）

           开漏输出为通信协议驱动方式，可避免各设备相互干扰。同时，可提供5V电压。

         两种模式下，高低电平均具有较强驱动能力，IO口由STM32控制

（二）上拉/下拉/浮空输入

         三种模式均为数字输入，可读取引脚电平。   

          上拉输入内部连接上拉电阻（上通下断），悬空时默认高电平;

          下拉输入内部连接下拉电阻（下断上通），悬空时默认低电平;

          浮空输入时，上拉电阻与下拉电阻均断开，使用时连接连续驱动源，否则引脚悬空，电平不稳定。

（三）模拟输入：数字输入关闭，GPIO无效，从引脚直接接入片上外设（ADC），所以不需经施密特触发器进行电压整形。

（四）复用推挽输出：引脚由片上外设控制，普通输入模式有效，高电平为高阻态，无驱动能力，低电平接VSS。

（五）复用开漏输出：引脚由片上外设控制，普通输入模式有效，高电平接VDD，低电平接VSS。

注：一个端口只能有一个输出，但可以有多个输入，输入模式下输出无效。

四、电亮LED

(一) 操作GPIO

1. 使用RCC开启GPIO时钟  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);     

2. 使用GPIO_Init函数初始化GPIO

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct 

   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;

 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;

 GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

 GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);

3. 使用输出或输入函数控制GPIO  GPIO_ResetBits(LED_G_GPIO_PORT,LED_G_GPIO_PIN);

代码完成

 #include "stm32f10x.h"

int main(void)

{

     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,EN  ABLE);

   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;

   GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;

   GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;

   GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);//配置GPIOB

 GPIO_ResetBits(LED_G_GPIO_PORT,LED_G_GPIO_PIN);  //PB0输出0，灯亮

     while(1)

     {

      }

｝

作者：baisi不解