STM32—GPIO操作（基于STM32F051开发板）

& A, V# _: A; W0 |: E, M内容概述：
+ [$ G  w) D$ I# ]& G

GPIO的基本概念及寄存器介绍

照亮电子世界的那盏灯——LED寄存器版

照亮电子世界的那盏灯——LED库函数版

初识人机交互——按键

" f, n) X0 H0 h% z

GPIO的基本概念及寄存器介绍：
9 ?  b' O+ e$ B. \) Q

内容概述：

GPIO接口简介

GPIO功能复用

GPIO寄存器介绍

GPIO接口简介：

通用输入输出接口GPIO是嵌入式系统、单片机开发过程中最常用的接口，用户可以通过编程灵活的对接口进行控制，实现对电路板上LED、数码管、按键等常用设备控制驱动，也可以作为串口的数据收发管脚，或AD的接口等复用功能使用。因此其作用和功能是非常重要的。

* ], k1 j  p2 M% D5 t7 f

! _- P. \' J, a- Y4 t

5 v& b5 H& B# [) `! E' b

9 A$ E8 r8 }( D' }
) h3 `" B1 C, l* H+ _

GPIO寄存器介绍：

  n3 Y$ q/ u2 `; B7 r$ j

STM32F051-GPIO常用寄存器：（下文会具体介绍）

    4个32位配置寄存器

        GPIOx_MODER（端口模式寄存器）,  GPIOx_OTYPER（端口输出类型寄存器）,  GPIOx_OSPEEDR（输出速度寄存器），    GPIOx_PUPDR（上拉 / 下拉寄存器）

    2个32位数据寄存器

        GPIOx_IDR（输入数据寄存器） 、GPIOx_ODR（输出数据寄存器）

    1 个32 位置位 / 复位寄存器

        GPIOx_BSRR（置位 / 复位寄存器）

    2 个 32 位复用功能配置寄存器

        GPIOx_AFRH （复用功能高位寄存器）、GPIOx_AFRL（复用功能低位寄存器）

注：每一组GPIO端口都有一套上述的寄存器去配置它自己的功能

GPIO寄存器MODER（端口模式寄存器）：

                                             

9 _0 n; }3 \2 |

GPIO 端口模式寄存器 (GPIOx_MODER) (x = A..D,F)   

偏移地址： 0x00   

复位值：  

●  0x2800 0000 端口 A  

●  0x0000 0000 其他口

GPIO寄存器OTYPER（端口输出类型寄存器）：

" b. o  j' I# G

( W( [! k, t7 a- {: _8 H5 R$ {

                                 

2 m4 k) C' B  _% W' |$ ^/ |# s/ ~

GPIO 端口输出类型寄存器 (GPIOx_OTYPER) (x = A..D,F)  

* N+ i9 M4 y: n( D

偏移地址： 0x04  

复位值： 0x0000 0000

GPIO工作原理框图：

0 E. ~8 G$ ^" D, _$ E3 g( o

5 U8 K# N3 ]- J; k

# X" a, q* r: a5 o  f) R: h

GPIO寄存器OSPEEDR（输出速度寄存器）：

* R  @: }# I4 o* {% @

8 H+ D+ j# y5 C, I

2 m1 s& k9 H) r( d: y# q

: u( c! W. f2 t5 V5 R* B0 Y  d

- Q, }- a6 o- t9 k: |& b

* E: J# i9 D/ n8 U5 ?) k2 v

                                                

2 V) Q2 ?7 h+ v8 j

GPIO 口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x08      

复位值： 0x0000 0000

GPIO寄存器PUPDR（上拉 / 下拉寄存器）：

" \7 L; H! X% P  |

5 q* k, [+ _: G# x+ F9 v/ F

                                                  

8 |6 _2 U4 v% ^& x( V- G

GPIO 口上拉 / 下拉寄存器 (GPIOx_PUPDR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x0C      

复位值：   

● 0x2400 0000 端口 A   

● 0x0000 0000 其它端口

& s$ F1 @; D: L" j

GPIO寄存器IDR（输入数据寄存器）：

! h, G4 B2 B9 I& K# S

4 ^0 z' v1 x6 B$ \8 K* z

                                    

0 t1 q: D' \. M: @% h; |, _# r
, G3 G# Z2 ?, `5 }1 F7 X

GPIO 端口输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x10      复位值： 0x0000 XXXX (X 表明不定 )

GPIO寄存器ODR（输出数据寄存器）：

                                      

GPIO 端口输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x14      复位值： 0x0000 0000

GPIO寄存器BSRR（置位 / 复位寄存器）：

2 f) y7 T8 C1 {7 ^! R1 s

/ t+ q( a" h! ^+ @) \) C( U3 |5 O

                                             

GPIO 端口置位 / 复位寄存器 (GPIOx_BSRR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x18      复位值： 0x0000 0000

GPIO寄存器AFRL（复用功能低位寄存器）：

/ ?) _  J* d4 B0 u9 \/ W

* r% a* u, k, z& ?; K' O/ _+ s

                                       

- S# M! |  b6 U$ R

GPIO 复用功能低位寄存器 (GPIOx_AFRL) (x = A..B)      

偏移地址： 0x20       复位值： 0x0000 0000

GPIO寄存器AFRH（复用功能高位寄存器）：

- P2 u  V7 V3 D; M, w

                                 

8 O9 E, l( p9 E5 J1 O1 V" _

GPIO 复用功能高位寄存器 (GPIOx_AFRH) (x = A..B)      

偏移地址： 0x24       复位值： 0x0000 0000

照亮电子世界的那盏灯——LED寄存器版

$ R; X$ l7 n+ g* D5 ?/ o+ C8 F3 n

内容概要：

硬件原理图分析

编程步骤分析

编程实例操作

硬件原理图分析：

0 C( @! A& H' z8 y. \6 k: C

使能GPIO的时钟：

+ Q( T0 ]8 ^" k2 e

AHB 外部时钟使能寄存器 (RCC_AHBENR)   

偏移地址 : 0x14   

复位值 : 0x0000 0014   

访问：无等待周期，字，半字和字节访问

编程步骤分析：

1. 开启GPIOB的时钟
   
2. RCC->AHBENR  |=  1<<18;            
   ; z/ \) ]# {. c' r. M( w
3. 
   , e+ d$ V+ B8 P  N& a
4. 配置PB0 PB1 PB2接口   
   ) Q4 ?+ f1 E* @! P2 h' g  o4 {; @
5. GPIOB->MODER |= (1<<0)|(1<<2)|(1<<4);    //设置PB0, PB1, PB2为通用输出模式
   1 W* \& w# G+ I! ^- T% Y1 T% N
6. GPIOB->OTYPER = 0x0;    //设置PB0, PB1, PB2为通用推挽输出
   / ^& v6 @* _& C+ A2 H3 @$ P
7. GPIOB->OSPEEDR = 0x0;   //设置输出速度为低速
   
8. 
   6 ?; D% V% Y2 _8 H% F! ^
9. 控制LED
   
10. GPIOB->BSRR = (1<<16)|(1<<17)|(1<<18);     //复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
    
11. GPIOB->BSRR = (1<<0)|(1<<1)|(1<<2);    //置位PB0, PB1, PB2 既熄灭LED

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照亮电子世界的那盏灯——LED库函数版

内容概要：

硬件原理图分析

CubeMX配置

编程实例操作

硬件原理图分析：

# i8 z* N$ W2 t. J$ s

CubeMX的配置：

3 _. s) Z4 c' x

初始化关键代码分析：

& R) b4 A1 P8 M3 k% I8 M/ ]7 K# i& @+ L

1. 开启GPIOB的时钟
   # C, f. a6 c1 v
2. RCC->AHBENR  |=  1<<18;            
   
3. 
   
4. 配置PB0 PB1 PB2接口   
   ) D+ O. T/ B4 V, w9 a+ V3 O3 S5 ]
5. GPIOB->MODER |= (1<<0)|(1<<2)|(1<<4);    //设置PB0, PB1, PB2为通用输出模式
   
6. GPIOB->OTYPER = 0x0;    //设置PB0, PB1, PB2为通用推挽输出
   ; T" `" y: d: c. P
7. GPIOB->OSPEEDR = 0x0;   //设置输出速度为低速
   
8. 
   
9. 控制LED
   ( x% p: `9 @2 V1 F
10. GPIOB->BSRR = (1<<16)|(1<<17)|(1<<18);     //复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
    
11. GPIOB->BSRR = (1<<0)|(1<<1)|(1<<2);    //置位PB0, PB1, PB2 既熄灭LED

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8 }) ?/ f1 f2 Z+ b

控制LED关键代码分析：

+ W& F2 l: g# Z" z

1. 
   7 Z, q+ V! O% |0 U  Y2 V  l
2. 复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
     ^7 \, x8 X& q/ U* s
3. HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,  GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
   
4. 
   4 O/ m1 D, C7 B! j7 J" Y. ?
5. 置位PB0, PB1, PB2 既熄灭LED
   
6. HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,  GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);

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初识人机交互——按键
; q0 t2 l- i7 ?: u% o) h+ n4 i

内容概要：

硬件原理图分析

CubeMX配置

编程实例操作

硬件原理图分析：

1 N1 K+ [/ R1 s1 v1 n9 F

CubeMX的配置：

STM32F0硬件：

编程实例操作：按下按键灯的状态会进行翻转

1. 
   
2. ​while (1)
   
3.   {
   
4.                 while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8)); //判断按键是否按下
   ' ~% n: W$ W! g4 Y$ E( F
5.                 HAL_Delay(20);  //延时消抖
   9 x$ R' H. L) x2 l$ P: N
6.                 while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8));  //再次判断按键是否还是按下状态
   / y. I7 l- a  q+ l& t" p% f, k
7.                 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2); //使灯翻转（亮灭）
   ) u' X- {5 W# H, r
8.                 while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8));  //判断按键是否抬起
   ) p: K* Q8 u" R; ?
9.                 HAL_Delay(20);   //延时消抖
   
10.   }

复制代码

写的很详细，很清晰