1. #define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
   * ?5 O2 B* b8 k
2. #define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}
   ' H1 s2 z7 m2 b' I: @1 U

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4 k  `" J0 h  I* Z7 k8 k! H
对于我们学的STM32都是习惯性的调用库函数，操作GPIO直接对结构体成员直接赋值即可。学到I2C通信时，看到以上代码中突如其来的寄存器操作，对于我这个新手小白来说是一脸懵逼状态，经过一个下午的学习，也算是搞懂了GPIO寄存器操作。分享一下个人学结，有错误的地方欢迎各路大佬指正。
0 p5 }  k- I$ T0 C% x% ^

1、所需基础知识回顾
$ w1 ]) ^" s- j. z4 V4 f# E, A由参考手册可知，GPIO端口每个位可以由软件分别配置为：
% F) f( Q) z6 M! H& Z% z! }; i3 J输入浮空
4 P7 Z4 k" f# i. J0 }( U输入上拉
7 s7 E( S) w' t2 K/ E+ X7 @输入下拉
! k, u7 [: f; ?8 c  c( [5 O/ S) @+ G模拟输入
" z  L9 b3 b* o# x推挽式输出
7 y6 i. h0 l5 ?; e/ l! |推挽式复用功能
开漏复用功能
每个GPIO端口由七个寄存器来控制，分别为：
  n6 @: n* n; L5 E端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)
0 V: w; q) U6 y( Z6 p# X端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)
% ~- S8 V: }; C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)
端口位清除数据寄存器(GPIOx_BRR)
端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)
/ `1 o; N$ B1 @9 ?6 q/ [6 D- i/ l4 M注：其中GPIOx_CRL配置GPIOx_Pin0——GPIOx_Pin7引脚，GPIOx_CRH配置GPIOx_Pin8——GPIOx_Pin15引脚（这个必须要明白）
  z1 J. n# `' q/ s
- d; @8 Q. D  r
逻辑运算
左移运算
4 h9 g/ I2 y! F: cValue << num
num:指定要移位值Value移动的位数
丢弃最高位，0补在最低位
- C2 _- C2 n, g# a左移一位相当于乘以2的1次方，左移n位相当于乘以2的n次方
例如：8<<28，即：8向左移动28位
与运算：1 & A = A ；可得出1跟任意数进行”与“运算不会改变其值
% x. F4 g! m: R- @9 }* ~5 H7 lSTM32寄存器描述
GPIOx_CRL寄存器，也就是低位寄存器。配置：Pin0—Pin7。图一如下：
  g. ^+ H$ C. e9 I& v/ n2 C2 |

+ `5 m3 V) L5 q% J3 G0 C
5 H8 W7 K5 W8 l" J2 X! ^GPIOx_CRH寄存器，也就是高位寄存器.配置：Pin8—Pin15。图二如下：
2 d' t1 X3 u4 b7 A* U- Y' b
) j2 ]( ^3 P& r* U. l7 n' y
/ Z, o4 @" }8 j7 M
  A3 R# r/ n& L. S. y也就是一个GPIOx端口分为GPIOx_CRL寄存器和GPIOx_CRH寄存器，其中MODE0[1:0]和CNF7[1:0]一起表示Pin0的配置值，以下依此类推，MODE7[1:0]和CNF7[1:0]一起表示Pin7的配置值。

0 _- H9 G2 [) k2、代码详解
/ ?5 h8 _1 j' p+ F- p5 {" g' P对于文章开头提到的两个宏定义分开两条解释，SDA_IN()如下：
* ?% J# @5 `& g2 ]
; I$ b) h7 z8 ^0 I4 S+ K' ^#define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}

其中GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF 等价于 (GPIOB->CRL) = (GPIOB->CRL) & 0X0FFFFFFF
4 {6 e) b3 W, ^$ j6 v/ o/ S; o8 J含义为：由于上述提到的CRL为低位寄存器，意思是把GPIOB端口的CRL寄存器的28、29、30、31位清0，即将PB7中CNF7[1:0]和MODE[1:0]四位都置零。（这里应该还是蛮好理解的）

其中GPIOB->CRL|=(u32)8<<28等价于GPIOB->CRL = GPIOB->CRL | (u32)(8<<28)
6 k% O$ C2 ^6 z- @6 E3 P' |由于u32强制类型转换为32位，则8的二进制为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
( C6 T% \" q: ^: k6 c7 \: w9 f将8左移28位得：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
由左移之后的数据可知：将31、30、29、28位设置为1000。下面对上图中的CNF和MODE解析
) E' R& A! U6 I: W. U& h* Z
, g  b0 K( r0 v3 `% W即将PB的CRL寄存器中29和28位设置为00，由图一可知，其中29位MODE7[1]的值=0；28位MODE7[0]的值为0；图三如下：
& O& Z% i, p- p8 u4 F( f0 M


$ n% B8 j+ `/ Z& h9 W
4 I0 h$ O* l, ?由上图得知：29:28位配置为00，由下表得知，MODE1和MODE0为00时为输入模式。图四如下：




接下来分析31:30位的值:10，由图一可知，其中31位CNF7[1]的值=1；30位CNF7[0]的值为0。图五如下：


  t8 t, F4 g: q3 D
% h1 y  D6 ~9 s* U由29:28位得知：为输入模式，且31:30位的值为10，对照图四亦可得出，即为上下拉输入模式
SDA_OUT()如下：
( i; G5 y1 x6 y: y% J, l% N4 o
3 L' g' M- A+ N! V#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}
8 N% j6 k# N4 Q
其中(GPIOB->CRL) &= 0X0FFFFFFF等价于 (GPIOB->CRL) = (GPIOB->CRL) & 0X0FFFFFFF
其含义为：把PB端口的CRL寄存器的第28、29、30和31位清空，把GPIOB端口中的CNF7[1:0]和MODE7[1:0]置零

6 T0 i0 d$ C3 l7 ~: S  F3 P其中GPIOB->CRL |= (u32)3<<28 等价于 GPIOB->CRL = GPIOB->CRL | (u32)(3<<12)
3转换为2进制为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
% s% K. i6 L# Z# d4 \, H( D将3左移28位得：0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
' L: Y8 t! b$ B, }1 ]' U分析左移之后的数据为，将31、30、29、28位设置为00 11
PB的CRL寄存器中29和28位设置为11，其中29位MODE7[1]的值=1；28位MODE7[0]的值为1。即为输出模式，最大速度为50Mhz。
3 `7 V2 y: T# X' |1 q

8 V/ I1 z# ^4 Y; {- y$ [, p
# k6 Y0 l+ |" _- J+ U& YPB的CRL寄存器中31和30位设置为00，其中31位CNF7[1]的值=0；30位CNF7[0]的值为0；由图五可知：通用推挽式输出模式。
, d4 y; W& E  ^4 ?$ }9 x% Y8 G$ K————————————————
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. o% P% D" J, ^, p; a) P2 s1 `, N