STM32—GPIO操作（基于STM32F051开发板）

( r& X) a+ A  K" ]3 a! T- P$ \内容概述：
& N1 c! _: K$ {8 ?# c

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

* w; a- S4 l/ S* Q* _1 m  T8 r

) l, A9 _8 X) L' P+ T0 X

GPIO的基本概念及寄存器介绍：

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。

2 k( z8 b- S$ B! N7 I0 E& h

# }) u3 @6 J* [6 ?/ X

GPIO寄存器介绍：

$ I) v/ i6 c. S! `

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）：

" V+ I# u) B7 A+ M6 w6 I

7 G0 h, N6 H$ u- C) c+ O

                                             

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）：

- s+ q* |: ~( U

' {! [2 @8 \2 G* V

& V1 Y6 ]7 j  V

                                 

/ M7 i6 t& v* Y. z/ b
; E* P4 I$ n4 v! x" b( x

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

偏移地址： 0x04  

复位值： 0x0000 0000

GPIO工作原理框图：

7 _& a+ w' A$ l6 g9 ?' `

5 I% m9 D9 s! g) F" g

GPIO寄存器OSPEEDR（输出速度寄存器）：

3 t: x9 m3 n0 Z7 P- ^& h

: X4 c% g- }& _3 U( X' y! |  R# E% k

% }. {, |4 l0 f0 c* s- S
* H2 T$ L7 q3 W4 t3 j% E

                                                

$ i% L" Y* f( G$ ]4 h! Q- y, Y

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）：

5 g8 u2 t5 J: [% b5 C
2 ^: w, M2 v  [; q

                                                  

7 M5 z* p2 n! g9 S( {! T

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

+ }$ O& K) ^* u

GPIO寄存器IDR（输入数据寄存器）：

                                    

3 s4 f+ m3 G# G5 a

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）：

/ o2 ^1 l/ S* h

$ u) Z0 R3 }. j$ O, \+ {9 [. x

                                      

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）：

8 F$ F! ?3 Y0 W  g" ~0 ~8 H" R- K

: H1 A' T) ]+ `. C

                                             

' |! K8 y; s- m
! y4 v! u4 C4 G$ ?, S

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）：

                                       

* u) o$ H  t+ @2 Y; Z

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）：

# G0 w9 Z- b% E6 R5 o; u

! E- a6 u( \3 y& T" I

                                 

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

( ]3 h) G& Z( k: q. v6 H

照亮电子世界的那盏灯——LED寄存器版

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：

6 K. F5 E; L) l  _

6 M8 j4 q5 T4 I/ d' ^% Q9 v+ i

使能GPIO的时钟：

8 L0 O2 }9 s4 ]

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：

  _+ {* g5 d* ~' U2 A' q

1. 开启GPIOB的时钟
   
2. RCC->AHBENR  |=  1<<18;            
   
3. 
   
4. 配置PB0 PB1 PB2接口   
   6 _7 I+ Y+ s! n6 T, q2 W
5. GPIOB->MODER |= (1<<0)|(1<<2)|(1<<4);    //设置PB0, PB1, PB2为通用输出模式
   + J( r% f/ h" c+ K
6. GPIOB->OTYPER = 0x0;    //设置PB0, PB1, PB2为通用推挽输出
   # N" d; i* I. J" O
7. GPIOB->OSPEEDR = 0x0;   //设置输出速度为低速
   9 ]# ~: j. S7 J" E- C; s  T
8. 
   ! k" n$ D/ E1 h8 u! x. }3 S
9. 控制LED
   # _/ ]) I+ \  b* j% p, B+ t4 T: B
10. GPIOB->BSRR = (1<<16)|(1<<17)|(1<<18);     //复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
    / T7 W' p% k. ]1 x6 A! k
11. GPIOB->BSRR = (1<<0)|(1<<1)|(1<<2);    //置位PB0, PB1, PB2 既熄灭LED

复制代码

照亮电子世界的那盏灯——LED库函数版
$ ^& m8 |2 A4 N% k0 a
' \2 c6 I- w* G5 q2 _

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：

( c8 Q" X9 z$ z

1 l) U" j+ E( j7 L; L# \

CubeMX的配置：

. Z% ]2 [' v+ H( D! w/ |

- _' {5 R: O4 e( P8 N& o

! Y  ?/ W) p- E* e6 |4 J

初始化关键代码分析：

1. 开启GPIOB的时钟
   ' z! }: v2 G  T5 l: C! X
2. RCC->AHBENR  |=  1<<18;            
   - S. p  g. H/ n" c4 b
3. 
   - {% p1 [* r" I( O3 V% q  M$ v# J& k
4. 配置PB0 PB1 PB2接口   
   
5. GPIOB->MODER |= (1<<0)|(1<<2)|(1<<4);    //设置PB0, PB1, PB2为通用输出模式
   * {' c$ @# r) d: Q0 {
6. GPIOB->OTYPER = 0x0;    //设置PB0, PB1, PB2为通用推挽输出
   : ~1 z% }) y* @* X8 G" v
7. GPIOB->OSPEEDR = 0x0;   //设置输出速度为低速
   
8. 
   
9. 控制LED
   
10. GPIOB->BSRR = (1<<16)|(1<<17)|(1<<18);     //复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
    5 [  n( w1 P0 h# }9 O
11. GPIOB->BSRR = (1<<0)|(1<<1)|(1<<2);    //置位PB0, PB1, PB2 既熄灭LED

复制代码

控制LED关键代码分析：

1. 
   ) n4 T! P- o) q9 R& n% S
2. 复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
   
3. HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,  GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
   ; w, X' h! ?. F1 r/ v+ R
4. 
   6 S. Q) [+ ?  s5 q9 b% K1 j9 @
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);

复制代码

初识人机交互——按键
. k' F; a; k* k/ B+ m) m* _

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：

CubeMX的配置：

8 ?; {. p; j- Z. a  @3 @, B# d

# a$ ^) x4 n* J+ A+ ^; A* |

STM32F0硬件：

编程实例操作：按下按键灯的状态会进行翻转

: a+ b# E8 B7 ]' t0 C) F1 Q: f

1. 
   
2. ​while (1)
   
3.   {
   
4.                 while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8)); //判断按键是否按下
   / Q! U! G  ]6 o
5.                 HAL_Delay(20);  //延时消抖
   ( r! Y' z$ Q: O% P% a6 r& Y  l) j
6.                 while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8));  //再次判断按键是否还是按下状态
   
7.                 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2); //使灯翻转（亮灭）
   " K1 Y: l- U; j: p
8.                 while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8));  //判断按键是否抬起
   # v* \( S; y- ^! U% L+ h
9.                 HAL_Delay(20);   //延时消抖
   " _5 g2 p7 w+ O1 r% w- P
10.   }

复制代码

. L% l% }. P( P2 G
$ ^5 n, J  W' I! i

写的很详细，很清晰