STM32 GPIO学习笔记：江协科技视角下的技术解析

目录

1、工程结构

2、系统结构

3、GPIO位结构

4、GPIO模式

5、ELD和蜂鸣器

6、标准库中常见的GPIO函数及其用法

1、工程结构

2、系统结构

在STM32中，所有的GPIO都是挂载在APB2外设总线上的。

APB1（Advanced Peripheral Bus 1）和APB2，它们是AHB（Advanced High-performance Bus）的从属总线。两个AHB/APB桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接。APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速(最高72MHz)。

注意： 当对
APB
寄存器进行
8
位或者
16
位访问时，该访问会被自动转换成
32
位的访问：桥会自动将
8
位
或者
32
位的数据扩展以配合
32
位的向量

3、GPIO位结构

（1）施密特触发器：对输入电压进行整形。其执行逻辑为：如果输入电压大于某一阈值，输出就会瞬间升为高电平

（2）模拟输入：这个是连接到ADC（片上外设）上的，因为ADC需要接收模拟量，所以接到施密特触发器前面。

（3）复用功能输入：这个是连接到其他需要读取端口的外设上的，比如串口的输入引脚等，这根线接收的是数字量，所以接到施密特触发器后面。

（4）输出数据寄存器(ODR)：写其的某一位就可以操作对应的某个端口。

（5）位设置/清除寄存器：可用来单独操作输出数据寄存器的某一位，而不是影响其他位。因为输出数据寄存器同时控制16个端口，并且这个寄存器只能整体读写，所以想单独控制其中某一个端口而不影响其他端口的话，就需要一些特殊的方式：

4、GPIO模式

（1）1、2、3模式的电路结构基本一样，区别就是上拉电阻和下拉电阻的连接。

（浮空输入下，端口一定要接上一个连续的驱动源，不能出现悬空的状态）

（2）

（3）

（4）

5、ELD和蜂鸣器

LED：长正短负，小正大负。

以上图为例，将P1^2引脚接低电平，蜂鸣器响，接高电平，蜂鸣器关闭（低电平触发）。

（1）低电平驱动LED：当PA0输出低电平时，LED两端就会产生电压差，从而形成正向导通的电流，LED点亮。 

该GPIO在推挽输出模式下，高低电平均有比较强的驱动能力，故两种接法均可。但在单片机的电路里，一般使用低电平驱动，因为很多单片机或者芯片都使用了“高电平弱驱动，低电平强驱动”的规则。

（2）蜂鸣器电路使用了三极管开关的驱动方案（最简单的驱动电路）（对于功率稍微大一点的电路，直接用IO口驱动会导致STM32负担过重）。三极管左边的是基极，带箭头的是发射极，剩下的是集电极。

PNP三极管：基极给低电平三极管导通， 蜂鸣器有电流，反之没有。

NPN三极管：相反。

（PNP的三极管接在蜂鸣器上面，而NPN的三极管接在蜂鸣器下面，因为三极管的通断需要在发射极和基极直接产生一定的开启电压，若反过来可能导致三极管不能开启）

（3）在PA0口输出高低电平，驱动LED闪烁

（注意因为配置的是GPIO，所以要使用APB2外设总线）

#include "stm32f10x.h"                  					// Device header
#include "Delay.h"

int main(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);   // RCC的APB2外设时钟控制函数（PA0-GPIOA，使能）
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;		//推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;				//选择0号端口
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		//IO口速度为50MHz
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					// GPIO初始化（GPOIX, ）第二个参数是一个结构体，需要先把结构体类型复制下来，再在前面定义
	
//	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);						// 设置指定端口为低电平
//	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);						// 设置指定端口为高电平
//	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);			// 设置指定端口为高电平
//	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_SET);				// 设置指定端口为低电平
//	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)0);			// 将0强制转换为BitAction的枚举类型，低电平
//	GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)1);			// 将1强制转换为BitAction的枚举类型，高电平
	
	while(1)
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
		Delay_ms(500);
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
		Delay_ms(500);
		
		//直接法
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_SET);
		Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
		Delay_ms(500);
		
		//枚举法
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)0);
		Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)1);
		Delay_ms(500);
	}
}

6、标准库中常见的GPIO函数及其用法

作者：YE_lou