一、几个重要的IO口操作函数

1. HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);  // GPIO初始化
   2 w$ A2 y5 M2 s6 L- d
2. 
   
3. HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState); // 输出高低电平
   
4. 
   
5. GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); // 读IO口电平
   1 }; X6 N2 v6 {  A
6. 
   ) p% K3 t5 j' P. p3 t" T5 T: X
7. void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); // 电平取反

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1 y0 U( Q' Y" @# l8 D1 b二、几个重要的结构
' m+ q8 f6 u4 E7 ~6 _

1. // GPIO口  GPIOA,GPIOB,GPIOC,GPIOD,GPIOE,GPIOF,GPIOG,GPIOH,GPIOI
   
2. typedef struct
   9 K" @+ h: k1 d9 M; k
3. {
   
4.   __IO uint32_t MODER;    /*!< GPIO port mode register,               Address offset: 0x00      */
   : s+ J- r9 B" M0 d# [, i% F" u
5.   __IO uint32_t OTYPER;   /*!< GPIO port output type register,        Address offset: 0x04      */
   % U! u2 G% E7 y
6.   __IO uint32_t OSPEEDR;  /*!< GPIO port output speed register,       Address offset: 0x08      */
   : P' U+ f( {1 T5 S: Y4 e1 B, S
7.   __IO uint32_t PUPDR;    /*!< GPIO port pull-up/pull-down register,  Address offset: 0x0C      */
   
8.   __IO uint32_t IDR;      /*!< GPIO port input data register,         Address offset: 0x10      */
   
9.   __IO uint32_t ODR;      /*!< GPIO port output data register,        Address offset: 0x14      */
   
10.   __IO uint32_t BSRR;     /*!< GPIO port bit set/reset register,      Address offset: 0x18      */
    2 Z  m, n% U  U2 t
11.   __IO uint32_t LCKR;     /*!< GPIO port configuration lock register, Address offset: 0x1C      */
    
12.   __IO uint32_t AFR[2];   /*!< GPIO alternate function registers,     Address offset: 0x20-0x24 */
    
13. } GPIO_TypeDef;

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1. // GPIO引脚，模式，上下拉，速度，复用等
   : b, T* B* K9 t% b* t
2. typedef struct
   + X- C8 F/ n" l# Y/ F
3. {
   
4.   uint32_t Pin;       /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
   
5.                            This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */
   
6. 
   
7.   uint32_t Mode;      /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.
   
8.                            This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */
   3 l: Z7 F/ z  V, i4 B6 N9 a
9. 
   
10.   uint32_t Pull;      /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.
    
11.                            This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */
    ( X8 @/ [* a: O9 W
12. 
    * @2 Z0 o3 z) @; B1 T
13.   uint32_t Speed;     /*!< Specifies the speed for the selected pins.
    . x* K8 j$ ~7 ~2 `8 ^
14.                            This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */
    - f) [8 t- K; Q. Y6 ^
15. 
    
16.   uint32_t Alternate;  /*!< Peripheral to be connected to the selected pins.
    ( ?8 r, y3 q! |$ l9 v! I& I* H7 [9 A
17.                             This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */
    9 D/ h, @7 s3 m; F7 a  N6 i/ i
18. }GPIO_InitTypeDef;

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1. // GPIO引脚
   
2. #define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001U)  /* Pin 0 selected    */
   # m# s; d; R- c& [0 J
3. #define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002U)  /* Pin 1 selected    */
   
4. #define GPIO_PIN_2                 ((uint16_t)0x0004U)  /* Pin 2 selected    */
   7 T6 N5 B& k9 A; H
5. #define GPIO_PIN_3                 ((uint16_t)0x0008U)  /* Pin 3 selected    */
   
6. #define GPIO_PIN_4                 ((uint16_t)0x0010U)  /* Pin 4 selected    */
   
7. #define GPIO_PIN_5                 ((uint16_t)0x0020U)  /* Pin 5 selected    */
   , t0 S( z9 d5 F9 u
8. #define GPIO_PIN_6                 ((uint16_t)0x0040U)  /* Pin 6 selected    */
   . h' t8 T6 I7 Y! p# {
9. #define GPIO_PIN_7                 ((uint16_t)0x0080U)  /* Pin 7 selected    */
   # Q/ l7 n# O0 J5 t$ w
10. #define GPIO_PIN_8                 ((uint16_t)0x0100U)  /* Pin 8 selected    */
    
11. #define GPIO_PIN_9                 ((uint16_t)0x0200U)  /* Pin 9 selected    */
    
12. #define GPIO_PIN_10                ((uint16_t)0x0400U)  /* Pin 10 selected   */
    / q8 Y$ D: C  B3 o3 N/ Q6 m
13. #define GPIO_PIN_11                ((uint16_t)0x0800U)  /* Pin 11 selected   */
    6 z  T' x3 J$ ?7 E+ d) B/ }$ \
14. #define GPIO_PIN_12                ((uint16_t)0x1000U)  /* Pin 12 selected   */
    
15. #define GPIO_PIN_13                ((uint16_t)0x2000U)  /* Pin 13 selected   */
    
16. #define GPIO_PIN_14                ((uint16_t)0x4000U)  /* Pin 14 selected   */
    
17. #define GPIO_PIN_15                ((uint16_t)0x8000U)  /* Pin 15 selected   */

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1. // GPIO模式  输入 推挽输出 开漏输出 推挽复用 开漏复用
   
2. #define  GPIO_MODE_INPUT                        ((uint32_t)0x00000000U)   /*!< Input Floating Mode                   */
   
3. #define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP                    ((uint32_t)0x00000001U)   /*!< Output Push Pull Mode                 */
   ) s4 K* Q& c! N- |
4. #define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD                    ((uint32_t)0x00000011U)   /*!< Output Open Drain Mode                */
   ! Z  b3 z' ?7 }: y& c5 r
5. #define  GPIO_MODE_AF_PP                        ((uint32_t)0x00000002U)   /*!< Alternate Function Push Pull Mode     */
   
6. #define  GPIO_MODE_AF_OD                        ((uint32_t)0x00000012U)   /*!< Alternate Function Open Drain Mode    */

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1. // GPIO速度 低速  中速  高速  极速
   ; `- E* r# N- y$ @; A& M
2. #define  GPIO_SPEED_FREQ_LOW         ((uint32_t)0x00000000U)  /*!< Low speed     */
   1 I# M" A9 L% S" l
3. #define  GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM      ((uint32_t)0x00000001U)  /*!< Medium speed  */
   
4. #define  GPIO_SPEED_FREQ_HIGH        ((uint32_t)0x00000002U)  /*!< Fast speed    */
   
5. #define  GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH   ((uint32_t)0x00000003U)  /*!< High speed    */

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1. // GPIO上下拉 无上下拉  上拉  下拉
   
2. #define  GPIO_NOPULL        ((uint32_t)0x00000000U)   /*!< No Pull-up or Pull-down activation  */
   # T8 a, P: |2 ^% ]5 B
3. #define  GPIO_PULLUP        ((uint32_t)0x00000001U)   /*!< Pull-up activation                  */
     ]! R( N! [! i9 ^
4. #define  GPIO_PULLDOWN      ((uint32_t)0x00000002U)   /*!< Pull-down activation                */

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1. // GPIO引脚高低电平
   
2. typedef enum
   - a9 o& P& I* T& H4 s
3. {
   
4.   GPIO_PIN_RESET = 0,
   0 b$ X4 `  x+ a3 W& H6 m# Y3 `1 }7 r
5.   GPIO_PIN_SET
   , i, b: p6 p3 y( X% @4 j
6. }GPIO_PinState;

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" ~: C0 @0 i& K. h; |! }" Q  W! v* M三、封装两个GPIO初始化函数（普通GPIO，复用GPIO）

1. // 这里只贴出代码片段，封装两个接口，一个普通GPIO初始化，一个带复用功能。
   
2. #define GPIO_CLK_ENABLE() do{ \
   , J8 d: o% v. ]* T
3.   __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); \
   
4.   __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); \
   4 E9 M/ s3 z" |1 i
5.   __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); \
   
6.   __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); \
   
7.   __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE(); \
   3 r4 I7 K' j3 ?$ F4 u
8.   __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); \
   
9.   __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE(); \
   
10.   __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); \
    4 h2 e- `7 Q) V# Y5 B/ H* W. C
11.   __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE(); \
    
12. } while(0);
    
13. 
    ; a! [4 t3 ]6 S& G
14. void GPIOConfig(GPIO_TypeDef *gpio, uint32_t pin, uint32_t mode, uint32_t pull)
    0 P' m: P" w/ ?3 J1 l' w; `' q
15. {
    
16.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
17. 
    ' Z2 @7 T9 _% Q7 G
18.   GPIO_CLK_ENABLE();
    ) T/ E: n2 o$ L: Z- F
19. 
    4 A6 c! G2 {$ `8 I
20.   GPIO_InitStructure.Pin = pin;
    : m6 x. P) v! O2 y4 b9 U
21.   GPIO_InitStructure.Mode = mode;
    * s( L0 m; ]9 k" c: u
22.   GPIO_InitStructure.Pull = pull;
    7 B4 X7 P$ s: ]* B& j0 q. X
23.   GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    % E5 T  s, J! c. g- k
24. 
    # A* m9 U& e% M& {0 M! D( g9 m
25.   HAL_GPIO_Init(gpio, &GPIO_InitStructure);
    
26. }
    
27. 
    
28. void GPIOConfigExt(GPIO_TypeDef *gpio, uint32_t pin, uint32_t mode, uint32_t pull, uint32_t alternate)
    6 _4 D# H$ r& b. U0 L# S
29. {
    # ^+ L& R! U* t. l  h4 v! C0 i
30.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
31. 
    
32.   GPIO_CLK_ENABLE();
    
33. 
    
34.   GPIO_InitStructure.Pin = pin;
    * |# a$ ?- s& Y& v& K) I9 x
35.   GPIO_InitStructure.Mode = mode;
    0 o( C% Z$ M( w- X/ T( `
36.   GPIO_InitStructure.Pull = pull;
    
37.   GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    4 E- v4 v* b- B% w
38.   GPIO_InitStructure.Alternate = alternate;
    
39. 
    0 \* d: k: O' w7 X6 A2 Z' s) v+ {
40.   HAL_GPIO_Init(gpio, &GPIO_InitStructure);
    
41. }

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四、输出接口设计
为了灵活使用，我们将输出的有效电平设置成可配置。
, d: |3 Y' S% S% Q2 B! X" J

1. // 配置的有效电平 初始  低电平有效  高电平有效
   8 A$ A' ]" B+ y, o" p# m
2. typedef enum
   ' t. ^6 v) l- v- j6 G
3. {
   
4.   OUTPUT_INIT_IS_ACTIVE = 0,
   
5.   OUTPUT_LOW_IS_ACTIVE  = 1,
   . Y5 W; b9 A. y; M
6.   OUTPUT_HIGH_IS_ACTIVE = 2,
   
7. } output_active_t;
   * `3 Z1 H$ i+ n  G: G; A4 E2 J
8. 
   7 W5 ~2 q% q# x" L$ f  ~
9. #define OUTX_CONFIG(gpio, pin)    GPIOConfig(gpio, pin, GPIO_MODE_OUTPUT_PP, GPIO_NOPULL)
   
10. #define OUTX_READ(gpio, pin)      HAL_GPIO_ReadPin(gpio, pin)
    9 N& @0 l5 N* @. v" Y8 H
11. #define OUTX_ACTIVE(gpio, pin, tag) do{ \
    
12.   if(OUTPUT_LOW_IS_ACTIVE == tag) \
    3 @/ V. H1 a; o
13.   { \
    
14.     HAL_GPIO_WritePin(gpio, pin, GPIO_PIN_RESET); \
    
15.   } \
    7 |( i. M4 x4 Z: v5 W$ a* r% o
16.   else \
    
17.   { \
    
18.     HAL_GPIO_WritePin(gpio, pin, GPIO_PIN_SET); \
    
19.   } \
    
20. } while(0);
    7 _  p; B) N& j3 X* s/ F, _
21. #define OUTX_NEGATIVE(gpio, pin, tag) do{ \
    6 [2 @. r/ M# t0 Q, F
22.   if(OUTPUT_LOW_IS_ACTIVE == tag) \
    * i! K- l8 j, g. V
23.   { \
    
24.     HAL_GPIO_WritePin(gpio, pin, GPIO_PIN_SET); \
    
25.   } \
    
26.   else \
    ! }; x) K. E  T+ W6 G% _
27.   { \
    ! C5 ^/ m# b) n
28.     HAL_GPIO_WritePin(gpio, pin, GPIO_PIN_RESET); \
    
29.   } \
    . }" T9 x& K3 Z; j
30. } while(0);
    
31. 
    
32. #define OUT1_PORT                 GPIOA
    / I1 ?3 W& ^! f# H8 |9 P
33. #define OUT1_PIN                  GPIO_PIN_0
    ! j. o3 l6 E& ?, E* o8 y( I
34. 
    
35. #define OUT2_PORT                 GPIOA
    
36. #define OUT2_PIN                  GPIO_PIN_1
    
37. 
    
38. #define OUT3_PORT                 GPIOA
    $ |4 J/ `; i( Z+ @2 v
39. #define OUT3_PIN                  GPIO_PIN_2

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1. // demo代码 只传递思想
   8 M8 K# _1 e) u" R0 I1 i/ D
2. // 封装出对外的四个接口 初始化 输出有效 输出无效 输出取反
   
3. // 以列表的形式封装 方便增加和删除
   $ x/ x/ o3 P( ^" v
4. 
   
5. static void output_config(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin)
   " p% v. g5 Y, s6 X' t/ R- w" u
6. {
   ; ]/ q0 S. I$ q7 h- {* G: Q
7.   OUTX_CONFIG(gpio, pin);
   4 T% ~+ F' y9 L5 Y" j
8. }
   % y9 d' B, y1 O, [" `1 W6 a: g* h# K
9. 
   
10. static uint8_t output_is_enable(uint8_t index)
    
11. {
    4 n) {5 J+ a( k  S. Q1 i- W
12.   // 输出通道可用 这里也可以变成可配置 可以配置本IO口有效和无效
    - I; o  ?+ Z( }' F6 p- f8 ^" v
13.   return 1;
    , N% d! P: u( ^  X* ~/ S
14. }
    3 {  V% q9 Y1 E2 ~1 |( {
15. 
    
16. static void output_active(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag)
    
17. {
    ; `' a$ A* k  U# |$ A
18.   OUTX_ACTIVE(gpio, pin, tag);
    
19. }
    0 e, d) g; ?& X+ i* {1 @
20. 
    
21. static void output_negative(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag)
    ; [  Z' V4 ^0 {9 M
22. {
    1 t0 V8 T+ u  }! x7 e' w
23.   OUTX_NEGATIVE(gpio, pin, tag);
    
24. }
    " N0 I$ h" `, U1 t$ ~
25. 
    1 K& v& d, o, |/ n7 z! n
26. static void output_toggle(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag)
    5 T+ y# Q- Q$ H8 x
27. {
    
28.   // 这里可以不用这么麻烦，使用HAL_GPIO_TogglePin
    
29.   if(OUTX_READ(gpio, pin) == 0)
    
30.   {
    
31.     OUTX_ACTIVE(gpio, pin, tag);
    9 x8 V0 ^) L; `
32.   }
    9 ]# J4 r6 B' r% M9 P5 K: {
33.   else
    
34.   {
    ( ?3 U: r" G" \; J# n
35.     OUTX_NEGATIVE(gpio, pin, tag);
    
36.   }
    
37. }
    , ]9 d* g# A' [4 i  U
38. 
    
39. typedef struct
    
40. {
    7 _! D8 K  L3 T. A
41.   GPIO_TypeDef *gpio;
    : t( {4 O, v  D  F9 K4 `3 A: ?6 ?( k8 @
42.   uint16_t pin;
    
43.   void (* output_config_cb)(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin);
    ; k6 z" c& V0 f4 `! o$ n8 Y
44.   uint8_t (* output_is_enable_cb)(uint8_t index);
    
45.   void (* output_active_cb)(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag);
    
46.   void (* output_negative_cb)(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag);
    
47.   void (* output_toggle_cb)(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag);
    
48. } output_port_t;
    & x. ?; @+ d& R% H8 f
49. 
    # W2 W6 v3 j' s3 v
50. static output_port_t output_items[] =
    
51. {
    
52.   {OUT1_PORT, OUT1_PIN, output_config, output_is_enable, output_active, output_negative, output_toggle},
    5 X2 A1 m- j- p, H+ @
53.   {OUT2_PORT, OUT2_PIN, output_config, output_is_enable, output_active, output_negative, output_toggle},
    ( @- T7 L( }# N2 u  E! H. S; C: j6 F! ]$ P
54.   {OUT3_PORT, OUT3_PIN, output_config, output_is_enable, output_active, output_negative, output_toggle},
    4 k( ?7 O4 A+ D% I. W* Y
55. };
    
56. 
    
57. static void output_init(uint32_t value)
    / x- n2 H$ j" k# t; G2 X% _! q
58. {
    
59.   uint32_t i, mask = 1;
    : ?4 O, ?+ T4 I* K
60. 
    
61.   for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(output_items); ++i)
    
62.   {
    
63.     if(value & mask)
    ; U) c2 O0 p  G$ ?4 g* p
64.     {
    
65. #if(CONFIG_OUTPUT_TEST == 1)
    
66.       config.output.total_switch = OUTPUT_MODE_OPEN;
    
67.       config.output.sub_switch<i> = OUTPUT_MODE_OPEN;
    
68.      </i> config.output.active_tag = OUTPUT_HIGH_IS_ACTIVE;
    
69. #endif
    # |! g- p9 y" T1 L( I- g# h! M* p
70.       output_items.output_config_cb(output_items.gpio, output_items.pin);
    
71.       output_items.output_negative_cb(output_items.gpio, output_items.pin, config.output.active_tag);
    - U# A: c# J3 @$ k
72.     }
    - B  O& k1 `3 L: P2 V) J
73. 
    ! U3 m* W$ Q2 k: ?7 y0 a6 Y7 i
74.     mask <<= 1;
    1 k' J% i& s! T: c5 C
75.   }
    
76. }
    
77. 
    4 j; t* \; n, Q, `* ?3 Y6 D
78. void OutputHigh(uint32_t value)
    
79. {
    
80.   uint32_t i, mask = 1;
    - v; N$ N+ [  A+ e, I/ }
81. 
    
82.   for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(output_items); ++i)
    
83.   {
    ( p* l0 y( ]* M) O4 a) ]: }
84.     if(value & mask)
    
85.     {
    
86.       if(output_items.output_is_enable_cb(i))
    1 {" ?6 c# |4 |
87.       {
    5 L- P  K1 n( K7 Z8 A' z" Y% f3 ^. a, |
88.         output_items.output_active_cb(output_items.gpio, output_items.pin, config.output.active_tag);
    
89.       }
    
90.     }
    / C0 ]) g' {5 H4 b
91. 
    
92.     mask <<= 1;
    
93.   }
    
94. }
    
95. 
    
96. void OutputLow(uint32_t value)
    ' _$ G6 c) s3 h" {
97. {
    
98.   uint32_t i, mask = 1;
    
99. 
    
100.   for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(output_items); ++i)
     
101.   {
     
102.     if(value & mask)
     
103.     {
     " G; t# i# p( b6 u' O& h; X! F; r
104.       if(output_items.output_is_enable_cb(i))
     ) g( l" E9 M1 |" E6 J1 B/ S+ N
105.       {
     
106.         output_items.output_negative_cb(output_items.gpio, output_items.pin, config.output.active_tag);
     4 c6 |3 U9 j$ W( ?% d8 ~1 u
107.       }
     
108.     }
     
109. 
     3 E& y, o3 x5 V$ m" ]- L
110.     mask <<= 1;
     
111.   }
     
112. }
     " x( V! n6 t, y5 D8 A& u, H4 D
113. 
     6 c- `4 y; C- z6 v8 c$ n6 _' N4 Y
114. void OutputToggle(uint32_t value)
     
115. {
     
116.   uint32_t i, mask = 1;
     
117. 
     
118.   for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(output_items); ++i)
     ; ]% u7 x6 t+ V# N, X' S! W1 H
119.   {
     
120.     if(value & mask)
     
121.     {
     
122.       if(output_items.output_is_enable_cb(i))
     
123.       {
     & @4 s5 L2 [3 e* u# ~& F$ J# _% b
124.         output_items.output_toggle_cb(output_items.gpio, output_items.pin, config.output.active_tag);
     ( b/ {+ q* X4 ]4 d4 \# e  V& q" Y' B
125.       }
     
126.     }
     + e8 s& D; b- B6 T2 w- `
127. 
     
128.     mask <<= 1;
     
129.   }
     ! U& C0 M' s1 ?- F; W7 X
130. }
     
131. 
     
132. void OutputInit(void)
     
133. {
     
134.   output_init(0xFFFFFFFF);
     $ z* |( s8 ~# l
135.   OutputLow(0xFFFFFFFF);
     
136. }
     0 z. I; b3 n0 o6 J, {) ?- U
137. 
     

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