代码收藏家技术教程 2025-04-25

STM32 GPIO学习指南

stm32 GPIO学习

1）GPIO功能描述

·引脚电平0-3.3V，部分可容忍5V(带FT)。
·输出模式下可以控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器，模拟通信协议输出时序等；输入模式下可以读取端口的高低电平或者电压、用于读取按键输入、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
·GPIO基本结构：APB2<->GPIOA(寄存器-驱动器)-PA0~15
·GPIO的输出可以通过三种方式，分别是位设置寄存器(库函数使用)，输出数据寄存器和位带
·GPIO位结构如图1所示：

图1 GPIO位结构图

·推挽输出可以输出高电平或低电平，开漏输出只能输出低电平
·开漏输出的作用有：通信协议驱动(I2C)，输出5V信号
·GPIO的8种工作模式如表1所示：
表1

·GPIO端口为配置表和输出模式位如图2-3所示：

图1 端口位配置表

图2 输出模式位

2）GPIO功能配置(详细原件电路见图1)

2.1 GPIO输入配置

·输出缓冲器被禁止，施密特触发器输入激活
·根据输入配置(上拉，下拉或浮动)，连接弱上拉和下拉电阻
·出现在I/O引脚上的数据在每个APB2始终被采样到输入数据寄存器
·对输入数据寄存器读访问可得到I/O状态

2.2 GPIO输出配置

·输出缓冲器被禁止，施密特触发器输入激活，弱上拉和下拉电阻
被禁止
·开漏模式：输出寄存器上的’0’激活N-MOS，而输出寄存器上的’1’将端口置于高组态(P-MOS从不被激活)
·推挽模式：输出寄存器上的’0’激活N-MOS，而输出寄存器上的’1’将激活P-MOS
·出现在I/O引脚上的数据在每个APB2始终被采样到输入数据寄存器(这样做的目的：一是允许软件读取引脚的实际状态，如开漏输出模式下的总线监测；二是用于诊断，比如检测是否短路或连接问题，推挽输出模式下的故障检测；三是支持某些特殊功能，比如在输出模式下同时监控引脚状态，如软件模拟双向通信。)0

·在开漏模式，对输入数据寄存器读访问可得到I/O状态
·在推挽模式，对输出数据寄存器读访问可得到最后一次写的值
·了解复用功能配置和模拟输入配置
·了解外设的GPIO配置

3）GPIO寄存器描述

·STM32一共有16个A和16个B口，可通过对GPIOx_CRL和GPIOx_CRH寄存器(各8个)的值修改直接控制GPIOx的工作状态，如图3所示

图3 GPIO寄存器描述
·例如GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=8;就是把GPIOA0配置成推挽上拉（下拉）输入模式
·了解输入输出数据寄存器ODR的配置，端口未设置/清除寄存器BSRR的配置，端口位清除寄存器BRR的配置。用BSRR和BRR去改变管脚状态的时候，没有被中断打断的风险。也就不需要关闭中断。
·了解端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)
·了解复用功能I/O和调试配置(AFIO)

4）GPIO实验内容

·GPIO初始化代码

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

·GPIO输出代码

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

·GPIO输入代码

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);