01. GPIO简介
2 D8 M, [  j( P+ G每个通用 I/O 端口包括 4 个 32 位配置寄存器（GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、GPIOx_OSPEEDR 和 GPIOx_PUPDR）、2 个 32 位数据寄存器（GPIOx_IDR 和GPIOx_ODR）、1 个 32 位置位/复位寄存器 (GPIOx_BSRR)、1 个 32 位锁定寄存器(GPIOx_LCKR) 和 2 个 32 位复用功能选择寄存器（GPIOx_AFRH 和 GPIOx_AFRL）。
$ X' K3 W9 N8 y' L
" V7 S, E3 Q# }& ?* J1 m1 {9 ^9 {02. GPIO主要特性
  |7 H3 ^  k( _8 Y0 o● 受控 I/O 多达 16 个
● 输出状态：推挽或开漏 + 上拉/下拉
● 从输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) 或外设（复用功能输出）输出数据
0 Z/ u! e& ^! Y● 可为每个 I/O 选择不同的速度
6 A9 p) F+ `. ]$ v& w● 输入状态：浮空、上拉/下拉、模拟
! Y# d' j; k) ^# ^● 将数据输入到输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) 或外设（复用功能输入）
● 置位和复位寄存器 (GPIOx_BSRR)，对 GPIOx_ODR 具有按位写权限
: X- B7 @; U1 m' ]. ]8 p* i● 锁定机制 (GPIOx_LCKR)，可冻结 I/O 配置
● 模拟功能
● 复用功能输入/输出选择寄存器（一个 I/O 最多可具有 16 个复用功能）
2 G* l: c3 M/ \" c5 r● 快速翻转，每次翻转最快只需要两个时钟周期
● 引脚复用非常灵活，允许将 I/O 引脚用作 GPIO 或多种外设功能中的一种
7 R- ?$ Z) r& e
03. GPIO功能描述
7 u# u5 _2 Z- H/ b2 N根据数据手册中列出的每个 I/O 端口的特性，可通过软件将通用 I/O (GPIO) 端口的各个端口位分别配置为多种模式：
● 输入浮空
5 m  \2 i2 M" G" e4 x● 输入上拉
● 输入下拉
● 模拟功能
● 具有上拉或下拉功能的开漏输出
  L  i7 f1 X& }" P3 T6 M3 |0 m● 具有上拉或下拉功能的推挽输出
/ a, |) c! l5 ^● 具有上拉或下拉功能的复用功能推挽
; @! X- o' h' G! [, y) v: d/ e● 具有上拉或下拉功能的复用功能开漏

; X6 A- D( {1 f" I6 f: `0 z04. I/O引脚复用器和映射
' _2 n9 f! p7 L2 w$ E. J. }微控制器 I/O 引脚通过一个复用器连接到板载外设/模块，该复用器一次仅允许一个外设的复用功能 (AF) 连接到 I/O 引脚。这可以确保共用同一个 I/O 引脚的外设之间不会发生冲突。
" {* D* O, k" U  `9 y. z0 O
- L/ N. y0 r: M每个 I/O 引脚都有一个复用器，该复用器采用 16 路复用功能输入（AF0 到 AF15），可通过GPIOx_AFRL（针对引脚 0 到 7）和 GPIOx_AFRH（针对引脚 8 到 15）寄存器对这些输入进行配置。
" h! z' J; t# Y' I
! b4 D/ i5 z  D● 完成复位后，所有 I/O 都会连接到系统的复用功能 0 (AF0)。
● 外设的复用功能映射到 AF1 至 AF13。
● Cortex™-M4F EVENTOUT 映射到 AF15。
- e( `; Q0 ]  o! G, Q
, i3 O- W( ]" ]4 l: b

05. I/O端口控制寄存器
& Y: I* v- g2 f, X. d, u% X# F每个 GPIO 有 4 个 32 位存储器映射的控制寄存器（GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、GPIOx_OSPEEDR、GPIOx_PUPDR），可配置多达 16 个 I/O。
% Q! q- G, w& a& Z$ d
GPIOx_MODER 寄存器用于选择 I/O 方向（输入、输出、AF、模拟）。
, V  y6 L0 f. ^- @* C& B
GPIOx_OTYPER 和 GPIOx_OSPEEDR 寄存器分别用于选择输出类型（推挽或开漏）和速度 (无论采用哪种 I/O 方向，都会直接将 I/O 速度引脚连接到相应的 GPIOx_OSPEEDR 寄存器位）。

, C  [6 T% C4 s9 n0 T无论采用哪种 I/O 方向，GPIOx_PUPDR 寄存器都用于选择上拉/下拉。

06. I/O端口数据寄存器
% d" d$ Z  ]6 }' B每个 GPIO 都具有 2 个 16 位数据寄存器：输入和输出数据寄存器（GPIOx_IDR 和GPIOx_ODR）。GPIOx_ODR 用于存储待输出数据，可对其进行读/写访问。通过 I/O 输入的数据存储到输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) 中，它是一个只读寄存器。

07. I/O数据位操作
2 `1 i  _3 W% @9 ^& \  N2 U, d置位复位寄存器 (GPIOx_BSRR) 是一个 32 位寄存器，它允许应用程序在输出数据寄存器(GPIOx_ODR) 中对各个单独的数据位执行置位和复位操作。置位复位寄存器的大小是GPIOx_ODR 的二倍。

08. GPIO锁定机制
$ O7 w% j# ]! B2 @; Z) Y5 p通过将特定的写序列应用到 GPIOx_LCKR 寄存器，可以冻结 GPIO 控制寄存器。冻结的寄存器包括 GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、GPIOx_OSPEEDR、GPIOx_PUPDR、GPIOx_AFRL 和 GPIOx_AFRH。

要对 GPIOx_LCKR 寄存器执行写操作，必须应用特定的写/读序列。当正确的 LOCK 序列应用到此寄存器的第 16 位后，会使用 LCKR[15:0] 的值来锁定 I/O 的配置（在写序列期间，LCKR[15:0] 的值必须相同）。将 LOCK 序列应用到某个端口位后，在执行下一次复位之前，将无法对该端口位的值进行修改。每个 GPIOx_LCKR 位都会冻结控制寄存器（GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、GPIOx_OSPEEDR、GPIOx_PUPDR、GPIOx_AFRL 和 GPIOx_AFRH）中的对应位。

09. GPIO寄存器描述
9.1 GPIO端口模式寄存器 (GPIOx_MODER) (x = A…I)
GPIO port mode register
* E2 L  Z( Z' m% y偏移地址：0x00
复位值：
6 y  y5 F; h( V& r3 q5 s● 0xA800 0000（端口 A）
3 ^, A1 m: J+ v; J● 0x0000 0280（端口 B）
; S+ W/ j3 [6 d# {$ N0 N0 p● 0x0000 0000（其它端口）


3 A3 H5 `  ~& K; i. u8 x
9.2 GPIO端口输出类型寄存器 (GPIOx_OTYPER) (x = A…I)
- D2 x  @6 T) L7 K8 A4 m! mGPIO port output type register
偏移地址：0x04
! K* B( j3 I; l复位值：0x0000 0000
$ ]& }6 W* z# C4 `( V+ q3 Y
) M0 n# a# w4 F+ K
  r" {' ]# k- @4 f6 X! T$ `
) \# v) H. [" k$ w位 31:16 保留，必须保持复位值。
位 15:0 OTy[1:0] ：端口 x 配置位 (Port x configuration bits) (y = 0…15)
6 q' |- C# I) x' C4 C这些位通过软件写入，用于配置 I/O 端口的输出类型。
) R4 ?5 p5 ~) M. M% ^0：输出推挽（复位状态）
1：输出开漏
/ X. [1 j$ S8 U6 ^
9.3 GPIO端口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR) (x = A…I/)
2 {. I2 A7 b7 }% TGPIO port output speed register
4 @6 F/ X5 ?; X* _6 j* C' K偏移地址：0x08
复位值：
1 y8 g/ x( F5 ~7 `1 N$ X/ b● 0x0000 00C0（端口 B）
● 0x0000 0000（其它端口）



7 Y- F, O1 t, K; q  q9.4 GPIO端口上拉/下拉寄存器 (GPIOx_PUPDR) (x = A…I/)
GPIO port pull-up/pull-down register
偏移地址：0x0C
2 V. T$ s0 j' D2 P复位值：
● 0x6400 0000（端口 A）
● 0x0000 0100（端口 B）
$ q' A7 q( U( s- J6 l" }1 u& {● 0x0000 0000（其它端口）



* I$ h6 D$ W% I4 q& G位 2y:2y+1 PUPDRy[1:0] ：端口 x 配置位 (Port x configuration bits) (y = 0…15)
这些位通过软件写入，用于配置 I/O 上拉或下拉。
00：无上拉或下拉
01：上拉
10：下拉
- b2 U- J6 u* @( n4 n& [9 W! Q- j11：保留
/ T3 M8 r) p! h& Z2 v1 ^" ^$ i# T
6 R' F! J5 a& q( f2 v# D8 P9.5 GPIO端口输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) (x = A…I)
& Q+ x8 @: G" g& r& yGPIO port input data register
偏移地址：0x10
) h; V" _* S/ N, N# z  u复位值：0x0000 XXXX（其中 X 表示未定义）
: s- k- I% b0 P, ?5 a8 b


3 o% o4 _  q" g# S0 W) R% Y, w9.6 GPIO端口输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) (x = A…I)
GPIO port output data register
4 g+ u( H3 @3 d5 g6 L" W偏移地址：0x14
复位值：0x0000 0000



9.7 GPIO端口置位/复位寄存器 (GPIOx_BSRR) (x = A…I)
GPIO port bit set/reset register
偏移地址：0x18
复位值：0x0000 0000

8 n' M! q1 }' G* d# x

: D9 m4 j$ P6 ]$ R/ k9.8 GPIO复用功能低位寄存器 (GPIOx_AFRL) (x = A…I)
GPIO alternate function low register
偏移地址：0x20
复位值：0x0000 0000



( ^4 d9 D; d7 U9.9 GPIO复用功能高位寄存器 (GPIOx_AFRH) (x = A…I)
8 O. I7 m. W  k" Z" jGPIO alternate function high register
偏移地址：0x24
; O  n9 w5 \1 `复位值：0x0000 0000


- ]7 I! s' M6 j0 A2 s
, h& g0 C2 Q5 s; K
% ^* j' H. _% R% w# ^6 a6 O8 m