一、几个重要的IO口操作函数
8 P: x$ c: Z) D1 e( Z( A

1. HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);  // GPIO初始化
   
2. 
   + k9 c: u/ A3 w+ j
3. HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState); // 输出高低电平
   ; f( p  F9 n: Z/ X7 J
4. 
   
5. GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); // 读IO口电平
   ; d& E' p5 D& f. Q4 I) R* ~6 v
6. 
   
7. void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); // 电平取反

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) {1 \  P4 s. e% a% t+ J( B二、几个重要的结构

1. // GPIO口  GPIOA,GPIOB,GPIOC,GPIOD,GPIOE,GPIOF,GPIOG,GPIOH,GPIOI
   
2. typedef struct
   
3. {
   7 f% _) Q! M- Q7 C2 ]& Q% ?' `) b
4.   __IO uint32_t MODER;    /*!< GPIO port mode register,               Address offset: 0x00      */
   ! `) M% h9 X: s7 d0 i0 Q
5.   __IO uint32_t OTYPER;   /*!< GPIO port output type register,        Address offset: 0x04      */
   # K" \1 B4 q7 S% Q
6.   __IO uint32_t OSPEEDR;  /*!< GPIO port output speed register,       Address offset: 0x08      */
   9 y7 M' A! @) E& F8 D
7.   __IO uint32_t PUPDR;    /*!< GPIO port pull-up/pull-down register,  Address offset: 0x0C      */
   & j. X+ g. t/ r1 E2 d# ]' T
8.   __IO uint32_t IDR;      /*!< GPIO port input data register,         Address offset: 0x10      */
   * U4 I. `% N  k& x9 ?. I
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      */
    ; `  N' I( G" H/ p' h
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 */
    7 D$ g7 F+ r2 f! }# v* U1 Q
13. } GPIO_TypeDef;

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1. // GPIO引脚，模式，上下拉，速度，复用等
   
2. typedef struct
   7 \% ^$ Q$ b/ F, S
3. {
   
4.   uint32_t Pin;       /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
   
5.                            This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */
   7 a/ q! s2 k/ ?$ A& O9 P: T
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 */
   2 T6 ?" d6 b  G. L" w
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 */
    
12. 
    ( G4 D7 R2 @+ P
13.   uint32_t Speed;     /*!< Specifies the speed for the selected pins.
    , F" y+ m; f# \7 G5 u: q. i
14.                            This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */
    5 E6 v* Z# H2 H
15. 
    . C( q$ J, y( r: ?9 C! L
16.   uint32_t Alternate;  /*!< Peripheral to be connected to the selected pins.
    % @2 {/ \9 M/ g2 n6 o% B
17.                             This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */
    8 e6 v7 j$ R1 d1 W; J
18. }GPIO_InitTypeDef;

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1. // GPIO引脚
   
2. #define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001U)  /* Pin 0 selected    */
   
3. #define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002U)  /* Pin 1 selected    */
   " j) [; r0 T7 r/ o0 l
4. #define GPIO_PIN_2                 ((uint16_t)0x0004U)  /* Pin 2 selected    */
   ! ^9 D( ]7 _2 G
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    */
   # ^5 c1 A  o) T9 |
8. #define GPIO_PIN_6                 ((uint16_t)0x0040U)  /* Pin 6 selected    */
   
9. #define GPIO_PIN_7                 ((uint16_t)0x0080U)  /* Pin 7 selected    */
   
10. #define GPIO_PIN_8                 ((uint16_t)0x0100U)  /* Pin 8 selected    */
    ! E; D8 i& L; _3 d
11. #define GPIO_PIN_9                 ((uint16_t)0x0200U)  /* Pin 9 selected    */
    & a. g3 X/ U. Y: u9 H5 O& C
12. #define GPIO_PIN_10                ((uint16_t)0x0400U)  /* Pin 10 selected   */
    
13. #define GPIO_PIN_11                ((uint16_t)0x0800U)  /* Pin 11 selected   */
    + g: ], W" a; `2 ^
14. #define GPIO_PIN_12                ((uint16_t)0x1000U)  /* Pin 12 selected   */
    5 t. e  M$ y( C5 ]* h! K
15. #define GPIO_PIN_13                ((uint16_t)0x2000U)  /* Pin 13 selected   */
    1 ]8 W3 B+ j8 ~) C; i
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
   4 T. T( Y1 S$ }- Y- E" q8 D) j
2. #define  GPIO_MODE_INPUT                        ((uint32_t)0x00000000U)   /*!< Input Floating Mode                   */
   
3. #define  GPIO_MODE_OUTPUT_PP                    ((uint32_t)0x00000001U)   /*!< Output Push Pull Mode                 */
   9 C. n$ v+ Z" K5 H" O) \& Q
4. #define  GPIO_MODE_OUTPUT_OD                    ((uint32_t)0x00000011U)   /*!< Output Open Drain Mode                */
   7 _$ p4 l$ E. t, \
5. #define  GPIO_MODE_AF_PP                        ((uint32_t)0x00000002U)   /*!< Alternate Function Push Pull Mode     */
   ; y; w& h3 M, t+ I9 d. U
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
   + Q8 ^  _9 D3 ~2 G( w2 J# j
2. #define  GPIO_SPEED_FREQ_LOW         ((uint32_t)0x00000000U)  /*!< Low speed     */
   
3. #define  GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM      ((uint32_t)0x00000001U)  /*!< Medium speed  */
   " ?2 i3 o0 H3 D- I! `4 a
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
   5 g& @7 |; |2 n, J9 q6 V9 E/ g
2. #define  GPIO_NOPULL        ((uint32_t)0x00000000U)   /*!< No Pull-up or Pull-down activation  */
   - f) G# s% c  q5 m" c/ I
3. #define  GPIO_PULLUP        ((uint32_t)0x00000001U)   /*!< Pull-up activation                  */
   2 M9 M5 N5 f% Z5 V
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
   
3. {
   ; n  F6 ^( n; C, g
4.   GPIO_PIN_RESET = 0,
   
5.   GPIO_PIN_SET
   / |0 n+ B5 l" L5 X1 ?
6. }GPIO_PinState;

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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。
   " ]! U( l# ^8 ~' y1 m  m$ H
2. #define GPIO_CLK_ENABLE() do{ \
   3 S- g. M5 m- f3 ]) T9 T
3.   __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); \
   ' J0 r/ X; C2 v: h4 T3 {
4.   __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); \
   9 S  D. `( k3 P, E& D
5.   __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); \
   & Z  c+ ~+ D, Z
6.   __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); \
   , ~. C7 r! c& y! l" W, P
7.   __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE(); \
   
8.   __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); \
   
9.   __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE(); \
   ! o9 t6 K+ Q; j2 F' Z0 t
10.   __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); \
    
11.   __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE(); \
    . U7 Z7 }  Q! r& }0 R& v
12. } while(0);
    
13. 
    
14. void GPIOConfig(GPIO_TypeDef *gpio, uint32_t pin, uint32_t mode, uint32_t pull)
    
15. {
    
16.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
17. 
    
18.   GPIO_CLK_ENABLE();
    
19. 
    . M8 \3 ^, D/ F5 A& S
20.   GPIO_InitStructure.Pin = pin;
    8 x# ]8 |+ c+ u( z' A6 V
21.   GPIO_InitStructure.Mode = mode;
    1 T: g: ?- [7 Q) w
22.   GPIO_InitStructure.Pull = pull;
    # o1 b- a8 }# c
23.   GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    
24. 
    
25.   HAL_GPIO_Init(gpio, &GPIO_InitStructure);
    8 c1 f3 g1 U- k9 z, S% p! ]
26. }
    
27. 
    & Z% O% }* d  ]
28. void GPIOConfigExt(GPIO_TypeDef *gpio, uint32_t pin, uint32_t mode, uint32_t pull, uint32_t alternate)
    
29. {
    
30.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
31. 
    
32.   GPIO_CLK_ENABLE();
    
33. 
    / X- O7 A- T' e7 p4 P
34.   GPIO_InitStructure.Pin = pin;
    # s6 @0 t: u+ w/ j; D- Y
35.   GPIO_InitStructure.Mode = mode;
    " a: i3 g% K% p' F9 h' u+ ~
36.   GPIO_InitStructure.Pull = pull;
    - ^1 c" ?; A: n$ U
37.   GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    
38.   GPIO_InitStructure.Alternate = alternate;
    9 z& ~# Q: W) `! o0 g  R
39. 
    
40.   HAL_GPIO_Init(gpio, &GPIO_InitStructure);
    
41. }

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! }: w1 K2 @+ H& n
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。
# @+ Y/ z' u+ D- l6 \# m' v; S

1. // 配置的有效电平 初始  低电平有效  高电平有效
   
2. typedef enum
   
3. {
   
4.   OUTPUT_INIT_IS_ACTIVE = 0,
   9 ~9 ?  S( t+ @
5.   OUTPUT_LOW_IS_ACTIVE  = 1,
   
6.   OUTPUT_HIGH_IS_ACTIVE = 2,
     R  `- D0 D. R1 b" h9 ?
7. } output_active_t;
   ' Y7 Q( G8 g; B
8. 
   
9. #define OUTX_CONFIG(gpio, pin)    GPIOConfig(gpio, pin, GPIO_MODE_OUTPUT_PP, GPIO_NOPULL)
     N, p' O3 r. ]$ O
10. #define OUTX_READ(gpio, pin)      HAL_GPIO_ReadPin(gpio, pin)
    ; U: j3 r6 c! F( H
11. #define OUTX_ACTIVE(gpio, pin, tag) do{ \
    
12.   if(OUTPUT_LOW_IS_ACTIVE == tag) \
    
13.   { \
    + V: X! Q7 ~: [0 H: y' ~
14.     HAL_GPIO_WritePin(gpio, pin, GPIO_PIN_RESET); \
    + w" l1 o0 P& D; M  N! R
15.   } \
    - u& z. W: X% r( ~5 _
16.   else \
    
17.   { \
    
18.     HAL_GPIO_WritePin(gpio, pin, GPIO_PIN_SET); \
      D& b. U# s* f8 h
19.   } \
    
20. } while(0);
    7 ]/ F5 H- o' Y
21. #define OUTX_NEGATIVE(gpio, pin, tag) do{ \
    
22.   if(OUTPUT_LOW_IS_ACTIVE == tag) \
    " j+ E# |/ T7 V3 z( n
23.   { \
    ! D7 }$ {! G; y' A4 k
24.     HAL_GPIO_WritePin(gpio, pin, GPIO_PIN_SET); \
    
25.   } \
    
26.   else \
    6 b4 Q! Y, e# s7 b
27.   { \
    
28.     HAL_GPIO_WritePin(gpio, pin, GPIO_PIN_RESET); \
    & X3 l: c0 H5 i; B( n1 i, M8 b
29.   } \
    - J% I1 r4 b( `8 Y; t# K1 Q8 d
30. } while(0);
    8 A$ \4 p0 e# x+ V  o
31. 
    
32. #define OUT1_PORT                 GPIOA
    
33. #define OUT1_PIN                  GPIO_PIN_0
    4 f8 k) K% m3 u! G% P, ^3 m
34. 
    ( K+ `; b, T! b/ v+ D% @! A
35. #define OUT2_PORT                 GPIOA
    
36. #define OUT2_PIN                  GPIO_PIN_1
    
37. 
    $ s4 [' O3 O2 z7 M. S
38. #define OUT3_PORT                 GPIOA
    ' x* t0 _) Y" f
39. #define OUT3_PIN                  GPIO_PIN_2

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1. // demo代码 只传递思想
   ; U& }& n6 p0 G% q1 J7 \: u. `- R
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
   ( c, Y4 s, a# i! g( Z
3. // 以列表的形式封装 方便增加和删除
   0 `( Z8 b) P/ V: V& Y6 p7 _# R
4. 
   6 r2 }  M1 G4 B+ s
5. static void output_config(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin)
   
6. {
   ( }6 W! s: r. D$ r+ q6 b
7.   OUTX_CONFIG(gpio, pin);
   # R+ J  }. B# m7 v( Y  j
8. }
   
9. 
   , O- i8 d1 H4 ^6 x3 T
10. static uint8_t output_is_enable(uint8_t index)
    / m1 n. i& o# Y  O7 u$ a+ r
11. {
    
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
    
13.   return 1;
    
14. }
    
15. 
    
16. static void output_active(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag)
    9 _/ l# r1 r  l" ~
17. {
    
18.   OUTX_ACTIVE(gpio, pin, tag);
    
19. }
    1 X: M  C- K/ t# {' [$ h  r& _
20. 
    
21. static void output_negative(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag)
    ! M5 L/ G5 _& b9 L
22. {
    . _3 u) y( Y6 I. U- p2 F3 m; q
23.   OUTX_NEGATIVE(gpio, pin, tag);
    
24. }
    
25. 
    
26. static void output_toggle(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin, uint8_t tag)
    
27. {
    6 q7 C* D* o, V; X6 f
28.   // 这里可以不用这么麻烦，使用HAL_GPIO_TogglePin
    ' h; }6 Y8 _4 q: H$ X
29.   if(OUTX_READ(gpio, pin) == 0)
    
30.   {
    , v$ Y; X  E  T+ B% Z. h+ t$ d. z
31.     OUTX_ACTIVE(gpio, pin, tag);
    ! m5 ~, P! O% B4 |) j- f5 m/ W
32.   }
    
33.   else
    
34.   {
    
35.     OUTX_NEGATIVE(gpio, pin, tag);
    9 ~* o' ]( k6 m7 X( `7 X
36.   }
    
37. }
    
38. 
    
39. typedef struct
    9 `$ R6 r/ Q' t
40. {
    
41.   GPIO_TypeDef *gpio;
    
42.   uint16_t pin;
    5 u9 n6 R' i  h  ]# B
43.   void (* output_config_cb)(GPIO_TypeDef *gpio, uint16_t pin);
    
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;
    
49. 
    
50. static output_port_t output_items[] =
    7 Y6 W! C9 V: C
51. {
    $ V5 H( v. @7 y/ z* G: ?
52.   {OUT1_PORT, OUT1_PIN, output_config, output_is_enable, output_active, output_negative, output_toggle},
    " w" w; I- d! s+ a' N
53.   {OUT2_PORT, OUT2_PIN, output_config, output_is_enable, output_active, output_negative, output_toggle},
    . h; y% f% p; S$ Z
54.   {OUT3_PORT, OUT3_PIN, output_config, output_is_enable, output_active, output_negative, output_toggle},
    
55. };
    
56. 
    7 }  Y( g2 i* C! X" q1 Z2 o
57. static void output_init(uint32_t value)
    - h) R3 B; n# T5 l+ f* g& v6 S
58. {
    5 h" S! E7 S& U
59.   uint32_t i, mask = 1;
    
60. 
    , c* P! d4 N, W, g. q, j/ W
61.   for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(output_items); ++i)
    ) S; R& Z% W/ h/ S( a
62.   {
    
63.     if(value & mask)
    
64.     {
    
65. #if(CONFIG_OUTPUT_TEST == 1)
    7 _2 S$ N/ {5 I9 u% ]. h
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
    . _2 [. U0 ^4 e8 i' Z! c
70.       output_items.output_config_cb(output_items.gpio, output_items.pin);
    / t8 |# L& j; V, D) I0 e4 O7 d7 N0 X; S
71.       output_items.output_negative_cb(output_items.gpio, output_items.pin, config.output.active_tag);
    
72.     }
    . x$ C0 L. i$ q' m8 \# Y1 O
73. 
    1 b/ \0 F9 Q* q; P+ ]1 h
74.     mask <<= 1;
    
75.   }
    ) @2 K- h4 a- B% h" }) H
76. }
    , o4 [8 R' N. a. p: \" C' f% G9 B
77. 
    + s/ V( M- @$ ^
78. void OutputHigh(uint32_t value)
    6 y3 H$ e% Q  {- b/ j7 v
79. {
    3 e8 `! o4 G! V1 |+ z
80.   uint32_t i, mask = 1;
    
81. 
    
82.   for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(output_items); ++i)
    / N0 N0 r' ?5 l/ [
83.   {
    ! m) f% ^' h" T, A$ d7 u0 }' P
84.     if(value & mask)
    / X. ]$ W. a; r7 s' ]9 p" K: j3 z. O
85.     {
    ) n. ~' @) w7 q
86.       if(output_items.output_is_enable_cb(i))
    
87.       {
    / N; X. M7 G! S. m
88.         output_items.output_active_cb(output_items.gpio, output_items.pin, config.output.active_tag);
    
89.       }
    
90.     }
    
91. 
    - [& t7 }" t! x9 p! T* c! Y  M
92.     mask <<= 1;
    
93.   }
    7 r$ p) A# a7 g; X
94. }
    3 }7 O* u4 }. R
95. 
    
96. void OutputLow(uint32_t value)
    
97. {
    
98.   uint32_t i, mask = 1;
      F) |9 I& {. S7 Q# C
99. 
    ; }7 y- I2 E  r! Q# ?
100.   for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(output_items); ++i)
     
101.   {
     * ]4 P1 E$ A/ t, J+ f" i0 k
102.     if(value & mask)
     4 Y, z- w4 k  W" ^9 y
103.     {
     
104.       if(output_items.output_is_enable_cb(i))
     ! ?' m/ a, G3 a, N% t' H+ I0 X% R
105.       {
     & o- }/ W1 S( R* y" k) k0 D  `
106.         output_items.output_negative_cb(output_items.gpio, output_items.pin, config.output.active_tag);
     ) L' S; b9 H  x/ T! g8 m4 O* v
107.       }
     0 B8 b6 m: z4 H' C3 q5 |8 e; e
108.     }
     
109. 
     9 i4 p/ `: @* n* S, b) o2 A# k/ a. l
110.     mask <<= 1;
     . \6 d0 P3 k5 N2 C' `, Q: C8 l
111.   }
     
112. }
     
113. 
     8 `. k4 ^/ |9 |" a  X+ P2 q
114. void OutputToggle(uint32_t value)
     
115. {
     ) \( x( i( q- }& c8 A: D/ j
116.   uint32_t i, mask = 1;
     8 G9 C2 B& \" R& h/ v
117. 
     
118.   for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(output_items); ++i)
     
119.   {
     ( M! K! _0 v7 J* i
120.     if(value & mask)
     
121.     {
     
122.       if(output_items.output_is_enable_cb(i))
     
123.       {
     
124.         output_items.output_toggle_cb(output_items.gpio, output_items.pin, config.output.active_tag);
     * U( Z/ [( A( E  v! f: n) }
125.       }
     
126.     }
     
127. 
     ; `2 x: m' V" j1 s1 i/ F
128.     mask <<= 1;
       G8 n3 a: ?1 F+ |  f  Y9 A
129.   }
     
130. }
     
131. 
     $ \" o: I5 r- Y: k6 B5 O/ G) e
132. void OutputInit(void)
     , [$ }9 q8 ?# b+ _/ s
133. {
     
134.   output_init(0xFFFFFFFF);
     
135.   OutputLow(0xFFFFFFFF);
     
136. }
     
137. 
     

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