STM32入门之输入输出端口(I/O)操作。众所周知，IO端口操作是单片机的学习基础，如同学习51单片机一般，我们大部分人都是从“点亮一盏灯”开始了解和学习STM32的，本文重点介绍IO端口的配置，以及教你如何点亮一盏灯~

一、GPIO工作模式：

# E# f3 |% M" S7 t

1.输入配置：浮空（直接输入），上拉，下拉，模拟（AD）

   1)首先，对 I/O 端口进行编程作为输入时，根据图一判断：

● 输出缓冲器被关闭

● 施密特触发器输入被打开

● 根据 GPIOx_PUPDR 寄存器中的值决定是否打开上拉和下拉电阻

● 输入数据寄存器每隔 1 个AHB1 时钟周期对 I/O 引脚上的数据进行一次采样

● 对输入数据寄存器的读访问可获取 I/O 状态

$ @# A, `# `! c% f* x" i( a( ?, g

2.输出：开漏输出，开漏复用输出，推挽式输出，推挽式复用输出

推挽输出：可输出强高低电平，接数字器件

开漏输出：可输出强低电平，高电平需要外部上拉；适合电流型驱动

4种最大输出速度：2M   25M  50M   100M

5V容忍：“FT”（允许输入5V）

4 Q- ]: n/ j0 X& L! Q: c

1)对 I/O 端口进行编程作为输出时,根据图二判断：

● 输出缓冲器被打开：

— 开漏模式：输出寄存器中的“0”可激活 N-MOS，而输出寄存器中的“1”会使端口保持高组态 (Hi-Z)（P-MOS 始终不激活）。

— 推挽模式：输出寄存器中的“0”可激活 N-MOS，而输出寄存器中的“1”可激活

P-MOS。

● 施密特触发器输入被打开

● 根据 GPIOx_PUPDR 寄存器中的值决定是否打开弱上拉电阻和下拉电阻

● 输入数据寄存器每隔 1 个AHB1 时钟周期对 I/O 引脚上的数据进行一次采样

● 对输入数据寄存器的读访问可获取 I/O 状态

● 对输出数据寄存器的读访问可获取最后的写入值

另外，复用功能和模拟功能在stm32开发过程中也是经常需要用到的，这里另作简要介绍：

对 I/O 端口进行编程作为复用功能时：

● 可将输出缓冲器配置为开漏或推挽

● 输出缓冲器由来自外设的信号驱动（发送器使能和数据）

● 施密特触发器输入被打开

● 根据 GPIOx_PUPDR 寄存器中的值决定是否打开弱上拉电阻和下拉电阻

● 输入数据寄存器每隔 1 个AHB1 时钟周期对 I/O 引脚上的数据进行一次采样

● 对输入数据寄存器的读访问可获取 I/O 状态

2 F3 e& a! n' Z; B: O' R

对 I/O 端口进行编程作为模拟配置时：

● 输出缓冲器被禁止。

● 施密特触发器输入停用，I/O 引脚的每个模拟输入的功耗变为零。施密特触发器的输出被强制处理为恒定值 (0)。

● 弱上拉和下拉电阻被关闭。

● 对输入数据寄存器的读访问值为“0”

4 v) t, j# h6 v  R

二、相关寄存器

每组GPIO端口（16个）包括10个寄存器：

1)端口模式寄存器：GPIO_MODER

2)输出类型寄存器：GPIO_OTYPER

3)输出速度寄存器：GPIO_OSPEEDR

4)上拉下拉寄存器：GPIO_PUPDR

5)输入数据寄存器：GPIOx_IDR

6)输出数据寄存器：GPIOx_ODR

7)端口置位复位寄存器：GPIO_BSRR

8)端口配置锁存寄存器：GPIOx_LOCKR

9)10)复位功能寄存器：  GPIOx_AFRL&GPIOx_AFRH)

前四个：32位配置寄存器

5，6个：32位数据寄存器

若配置一个IO需要2个位，则32位寄存器刚好一组16个IO口

若配置一个IO需要1个位，则32位寄存器的高16位保留

BSRR寄存器，高16位BSRRH配置复位状态（为1时复位）；BSRRL配置置位

三、GPIO重要函数

+ n( {  p6 ~: h- H, A+ n

初始化：void GPIO_Int (GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_IntTypeDef*GPIO_InitStruct)

初始化一个或一组IO的工作模式，输出类型，速度及上下拉（及4个配置寄存器）

读取输入电平：unit8_tGPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,unit16_GPIO_Pin);

unit16_tGPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx);

实际操作GPIOx_IDE寄存器

例：unit8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5);

unit8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA);

读取输出电平：unit8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,unit16_GPIO_Pin);

unit16_tGPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx);

实际操作GPIOx_ODE寄存器

例：unit8_tGPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5);

unit16_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB);

设置输出电平：voidGPIO_SetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,unit16_t GPIO_Pin)；

操作BSRRL寄存器，设置某个IO输出为1

voidGPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,unit16_t GPIO_Pin)

操作BSRRH寄存器，设置某个IO输出为0

voidGPIO_WriteBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,unit16_t GPIO_Pin,BitAction BitVal)

voidGPIO_SetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,unit16_t PortVal)

此两个函数不常用，也是设置IO输出电平

外设（包括GPIO）在使用前需要使能对应的时钟

$ H$ `* S+ h, T8 o5 a, ]

四、GPIO初始化例子

GPIO_Init函数初始化例子：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStrure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);//使能GPIOF时钟

//GPIOF9,F10初始化设置

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9 |GPIO_Pin10

GPIO_InitStructure.GPIO_MODE=GPIO_Mode_OUT;普通输出

GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;推挽输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;上拉

GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIOF9,10

五、跑马灯设计

跑马灯实验步骤：

1）使能时钟RCC_AHB1PeriphClockCmd（）

2）初始化IO端口模式，调用函数GPIO_Init（）；

3）操作IO口，输出高低电平：GPIO_Set（）；和GPIO_Reset（）：

9 K  h: L! H0 O! L, ?; Z

注意：assert_param();参数有效性判断，可以点开查看函数有效性设置

By the way：

1.每次工程可在模板下建立，选择需要的头文件和函数即可；

2.需先建立HEARDER文件夹，把自己的.C和.H文件建立并放入，规范工程格式；

3.选择函数，右键选择“GO todefinetiong of 查看变量函数定义的使用方法。

* K0 l0 g3 ~4 W6 u% N) l4 W% ~; Y  T/ V

1 E! b) X- U8 L: @7 s' |