STM32初学笔记（三）单个GPIO引脚操作

% Q( J8 D3 g% E' Y: A; F, {; J

搭建完成项目框架后，来实现一个基本的GPIO操作，使引脚输出高低电平。除了本篇文章提到的3种方法以外，STM32还可以使用一种叫做位绑定的方法，这里暂时不用。

嵌入式程序开发主要分为两大类：（1）直接操作寄存器；（2）调用库函数。直接操作寄存器，开发难度大、速度慢、程序不便于阅读和移植等，51单片机就是使用这种开发方式，本篇文章的前两个引脚操作方法也是这种方式；库函数开发方式是开发者调用封装好的库函数接口，不直接操作寄存器，上一篇中创建的工程项目就是基于标准库的。

本篇文章主要内容：

1、直接操作端口寄存器

2、通过位操作寄存器

3、通过库函数操作

1、直接操作端口寄存器

操作寄存器必须对STM32各个寄存器功能，需要仔细学习芯片的参考手册相关内容。

以STM32F103为例，它有5个GPIO端口为A、B、C、D、E，每个端口有2个控制寄存器端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)和端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)，1个端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)，1个端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)，以及一些其他的寄存器。

操作GPIOA端口，共有16个引脚，每个引脚需要控制寄存器中的4位来控制工作模式，所以需要两个32位的控制寄存器。

1.   //1、设置GPIOA.0的工作模式，推挽输出最大50MHz
   # B4 u. [$ s& Q% U5 L) o8 d
2.   //2、设置引脚输出一个高电平
   
3.   GPIOA->CRL = 0X03;
   / o0 H: i9 [5 _
4.   GPIOA->ODR = 0X01;
   9 `" x$ A$ C' N- |) ^
5.   
   # {" P/ t. M) ^( D7 J, }
6.   //1、设置GPIOA.8的工作模式，推挽输出最大50MHz
   
7.   //2、设置引脚输出一个高电平
   6 o" u9 k' U3 g. C" u2 n
8.   GPIOA->CRH = 0X03;
   " F/ ^5 r, k/ Y0 r1 E$ m0 P8 G
9.   GPIOA->ODR = 0X10;

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: F. P+ }: i- C

2、通过位操作寄存器

第1部分的操作，看似只对一位进行了设置，但是事实上对整个寄存器进行了操作，GPIOA端口的其他引脚的输出也会被改变。若要不改变其他的引脚输出，需要对寄存器当前值进行逻辑运算后再写入寄存器。

STM32的GPIO端口还提供了专门的位操作寄存器，端口位设置/复位寄存器(GPIOx_BSRR)和端口位复位寄存器(GPIOx_BRR)，每一位对应一个引脚，1表示对该位进行操作，0表示不造作，不改变对应位的当前值。

1.   //1、设置GPIOA.0的工作模式，推挽输出最大50MHz
   5 E. `; {7 Y) \+ @
2.   //2、设置引脚输出一个高电平
   ' i. J0 s/ J$ v, b5 z
3.   GPIOA->CRL = 0X03;
     [/ T9 z. A. w/ V
4.   GPIOA->BSRR = 0X01;

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( H6 C: ]7 Y% i

3、通过库函数操作

调用库函数需要根据库函数手册了解函数的功能和参数，可以通过网络搜索下载固件库手册。

用到引脚的初始化函数，参数为引脚名称（如GPIOA）和初始化结构体；用到读输入数据函数、置位函数和复位函数。熟悉C语言的话，程序理解起来会很容易，未涉及任何计算。即使不了解硬件，从函数名和赋值的参数也能够大概理解每一句的含义，如果对硬件有基本的了解，那么理解的会更好。

相比于前两种方法来说，调用库函数省却了很多基础的运算，编写的代码经过长时间以后仍然能够很快看懂，其他人编写的代码也很容易读懂，便于借鉴交流。初学者会觉得函数太多，在了解硬件的知识以外，还得了解很多函数，很繁琐，很混乱；但学习库函数是一个磨刀不误砍柴工的事情，对于项目开发和维护非常方便。

1. int main(void)
   & Y( v  u$ |& }/ w& I. H
2. {
   
3.   //初始化端口，参数是一个结构体数据
   * x/ h/ K( \8 A" P9 l
4.   //GPIOA的低8位设置为推挽输出，高8位设置为浮空输入
   + v8 `6 Q4 Y5 e
5.   //设置多个引脚时，使用或运算对各个引脚同时初始化
   
6.   GPIO_InitTypeDef GPIOAstruct1;
   % g  b$ D: {' C7 g* u' j
7.   GPIO_InitTypeDef GPIOAstruct2;
   
8.   
   
9.   GPIOAstruct1.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
   
10.   GPIOAstruct1.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    
11.   GPIOAstruct1.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    ) z- |( B2 B& ?1 @5 N- Q! e% A7 G0 T
12.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIOAstruct1);
    7 \4 p3 F; m+ J7 |7 a+ d
13.   
    % U- l5 E' ^8 I- Z( F
14.   GPIOAstruct2.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
15.   GPIOAstruct2.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
    
16.   GPIOAstruct2.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
17.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIOAstruct2);
    & o0 B2 F# P. g8 R' t; c6 L
18. 
    0 }( i1 C5 C! w& w9 S
19.   /*
    
20.   实现一个简单的功能，读取高8位引脚的值，对相应的低8位（0-8，1-9，...）进行置位1和复位0操作
    ' _- i( H* L' O8 G
21.   使对应引脚电平相同
    
22.   */
    
23.   while (1)
    
24.   {
    
25. 
    
26.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8) == 1)   GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
    
27.     else   GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);
    
28.    
    + Q; L& J5 M: f6 n) ^( H+ e0 q
29.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_9) == 1)   GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);
    
30.     else   GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);
    
31.    
    
32.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_10) == 1)   GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_2);
    + I% e4 L6 P. p  m& r* t! n+ l
33.     else   GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);
      C3 K8 e  O9 |: H" H
34.    
    
35.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_11) == 1)   GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_3);
    5 @7 }  g+ ]4 p* w8 V6 X2 R
36.     else   GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);
    1 N2 u) ]. K* \# N9 m1 @
37.    
    
38.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_12) == 1)   GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
    
39.     else   GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);
    
40.    
    
41.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_13) == 1)   GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
    8 `: k, K7 V$ t  p
42.     else   GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
    
43.    
    9 [/ x! B  ^2 t" x, Y( w
44.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_14) == 1)   GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);
    
45.     else   GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);
    
46.    
    
47.     if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_15) == 1)   GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
    
48.     else   GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_7);
    ) s9 N2 g$ ?+ A( G$ N! N
49.    
    
50.   }
    1 Q1 C; t% b5 x
51.   
    
52.   return 0;
    
53. }<span style="background-color: rgb(255, 255, 255);"> </span>

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文章出处：樊学谦  机械智者

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