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）

GPIO主要特性：

• 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
• 可为每个IO选择不同的速度
• 输入状态：浮空、上拉、下拉、模拟
• 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
• 锁定机制（GPIOx_LCKR）,可冻结IO配置
• 模拟功能
• 复用功能输入/输出选择寄存器（一个IO最多可以具有16个复用功能）
• 快读翻转，每次翻转最快只需要两个时钟周期
• 引用复用非常灵活，允许将IO引脚用作GPIO或多种外设功能中的一种
  
  4 Q: W' z$ O/ p5 Y$ _# _& d/ Q

+ T1 G  ]" v& j

注意：在复位期间及复位刚刚完成后，复用功能尚未激活，IO端口被配置为输入浮空模式。复位后，调试引脚处于复用功能的上拉/下拉状态。
; o6 p/ x/ R8 U0 ^! [' s( v

● PA15：JTDI 处于上拉状态
3 i4 c6 t( Y1 c+ o. E, D● PA14：JTCK/SWCLK 处于下拉状态
7 _0 }& y! H. D# B● PA13：JTMS/SWDAT 处于下拉状态
1 u. m9 o% A  k, Y  X$ u● PB4：NJTRST 处于上拉状态
* h5 W/ @/ _& z3 S9 ?8 o5 v● PB3：JTDO 处于浮空状态

当引脚配置为输出后，写入到输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) 的值将在 I/O 引脚上输出。可以在推挽模式下或开漏模式下使用输出驱动器（输出 0 时仅激活 N-MOS）。
1 e8 D' i. M9 M2 K3 z  o. i输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) 每隔 1 个 AHB1 时钟周期捕获一次 I/O 引脚的数据。
% |$ k  S7 M* D; M所有 GPIO 引脚都具有内部弱上拉及下拉电阻，可根据 GPIOx_PUPDR 寄存器中的值来打开/关闭。

I/O 引脚复用器和映射
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。
. _3 a/ H' h; }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
& D+ p7 S( R) I) P" c8 fGPIOx_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
: K% v& {* u/ ~  m8 q进行配置：
% F2 U/ d( D7 [; J! |) ^● 完成复位后，所有 I/O 都会连接到系统的复用功能 0 (AF0)。
! h- V# q$ Q$ M) {● 外设的复用功能映射到 AF1 至 AF13。
● Cortex™-M4F EVENTOUT 映射到 AF15 。

要将 I/O 配制成所需功能，请按照以下步骤操作：
: C" i5 b2 X. [+ g! \* t9 _1. 系统功能
将 I/O 连接到 AF0，然后根据所用功能进行配置：
* H/ A- y* \. ?) @5 D— JTAG/SWD：在各器件复位后，会将这些引脚指定为专用引脚，可供片上调试模块
- w* }7 G+ F; P) W立即使用（不受 GPIO 控制器控制）。
— RTC_REFIN：此引脚应配置为输入浮空模式。
3 v5 Z5 i; p- V) G1 L— MCO1 和 MCO2：这些引脚必须配置为复用功能模式。

可禁止部分或全部 JTAG/SWD 引脚，以释放相关联的引脚供 GPIO 使用

2. GPIO
在 GPIOx_MODER 寄存器中将所需 I/O 配置为输出或输入。
3. 外设复用功能
# V# P! w+ U! ~: e对于 ADC 和 DAC，在 GPIOx_MODER 寄存器中将所需 I/O 配置为模拟通道。
对于其它外设：
% y9 e% u* n. M— 在 GPIOx_MODER 寄存器中将所需 I/O 配置为复用功能
— 通过 GPIOx_OTYPER、 GPIOx_PUPDR 和 GPIOx_OSPEEDER 寄存器，分别选
* V) I, W" ?$ }; _择类型、上拉/下拉以及输出速度
% f' v% j6 l2 Q7 q$ u8 ?— 在 GPIOx_AFRL 或 GPIOx_AFRH 寄存器中，将 I/O 连接到所需 AFx

4.EVENTOUT
: q( U2 w; q+ \配置用于输出 Cortex™-M4F EVENTOUT 信号的 I/O 引脚（通过将其连接到 AF15）

# Q& q. t9 B  |6 K

, b! X4 l) n2 S9 i  l: {% Z

I/O 端口控制寄存器
* F: `8 M$ g  Y1 P每个 GPIO 有 4 个 32 位存储器映射的控制寄存器（GPIOx_MODER、 GPIOx_OTYPER、
5 G' V3 F4 @( `# F. d) c( gGPIOx_OSPEEDR、 GPIOx_PUPDR），可配置多达 16 个 I/O。GPIOx_MODER 寄存器用于
选择 I/O 方向（输入、输出、 AF、模拟）。GPIOx_OTYPER 和 GPIOx_OSPEEDR 寄存器分
7 V' w/ f' \0 O8 B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
# Z* M2 u( `+ M' \5 Z: J) ?脚连接到相应的 GPIOx_OSPEEDR 寄存器位）。无论采用哪种 I/O 方向， GPIOx_PUPDR 寄
3 ^$ V  j3 }7 k, m存器都用于选择上拉/下拉。

I/O 端口数据寄存器
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。
5 {+ k. \6 n/ i3 O' t3 n9 k

I/O 复用功能输入/输出
( b) F8 b% S" B6 J有两个寄存器可用来从每个 I/O 可用的 16 个复用功能输入/输出中进行选择。借助这些寄存
) Z/ L; l: s4 ^( E- f1 d, l3 D6 H器，可根据应用程序的要求将某个复用功能连接到其它某个引脚。
) c7 E8 d) C4 J6 B+ A6 Y2 c/ y6 _这意味着可使用 GPIOx_AFRL 和 GPIOx_AFRH 复用功能寄存器在每个 GPIO 上复用多个可
用的外设功能。这样一来，应用程序可为每个 I/O 选择任何一个可用功能。由于 AF 选择信
号由复用功能输入和复用功能输出共用，所以只需为每个 I/O 的复用功能输入/输出选择一个
" s% Y( ?1 X+ Z2 v通道即可。
8 l) P7 C; T) Q1 p  u

输入配置
) |5 @  T  W8 K! Y9 D* u( ]8 i对 I/O 端口进行编程作为输入时：
● 输出缓冲器被关闭
, I+ W6 W( ~- R- p; L8 R  ?● 施密特触发器输入被打开
● 根据 GPIOx_PUPDR 寄存器中的值决定是否打开上拉和下拉电阻
● 输入数据寄存器每隔 1 个 AHB1 时钟周期对 I/O 引脚上的数据进行一次采样
* U( J5 J) Q! V5 ^$ m" l● 对输入数据寄存器的读访问可获取 I/O 状态
  }  d3 J1 E, y- j* q

; q  C5 g! r7 i. a% R

. S$ v' O. q( P/ o% d

输出配置
6 S" ]; }. C2 W( U' c# S对 I/O 端口进行编程作为输出时：
9 G! |; N) z/ J5 T& N; y6 ~● 输出缓冲器被打开：
— 开漏模式：输出寄存器中的“0”可激活 N-MOS，而输出寄存器中的“1”会使端
! _" I# [4 i" t/ E" A口保持高组态 (Hi-Z)（P-MOS 始终不激活）。
— 推挽模式：输出寄存器中的“0”可激活 N-MOS，而输出寄存器中的“1”可激活
  P% r( Q8 S4 CP-MOS。
● 施密特触发器输入被打开
. H  ?: U; f2 z* y$ m5 y● 根据 GPIOx_PUPDR 寄存器中的值决定是否打开弱上拉电阻和下拉电阻
● 输入数据寄存器每隔 1 个 AHB1 时钟周期对 I/O 引脚上的数据进行一次采样
- u8 X- g) B; M+ ]; S* o& T● 对输入数据寄存器的读访问可获取 I/O 状态
! m7 r' X# P1 C/ [4 {, S' S1 W● 对输出数据寄存器的读访问可获取最后的写入值

" }8 U; |" ?+ n, j7 s6 {+ [- H; ~, W6 i

' }2 s1 C: i0 _1 m: D( W4 a

复用功能配置
/ g1 I  i0 x9 z对 I/O 端口进行编程作为复用功能时：
% t5 p* N2 h4 i' P! s$ q● 可将输出缓冲器配置为开漏或推挽
  V" f) R1 O1 b& I) Y$ |● 输出缓冲器由来自外设的信号驱动（发送器使能和数据）
● 施密特触发器输入被打开
, y$ J3 j/ k3 p! \# F+ R9 e) q● 根据 GPIOx_PUPDR 寄存器中的值决定是否打开弱上拉电阻和下拉电阻
● 输入数据寄存器每隔 1 个 AHB1 时钟周期对 I/O 引脚上的数据进行一次采样
● 对输入数据寄存器的读访问可获取 I/O 状态

$ T' M  Q) W( R/ f2 b3 V, h

5 }. _% ~4 V& C5 M+ }

模拟配置
1 u$ t, M! J6 A& d8 R; z1 t对 I/O 端口进行编程作为模拟配置时：
● 输出缓冲器被禁止。
● 施密特触发器输入停用， I/O 引脚的每个模拟输入的功耗变为零。施密特触发器的输出被
6 L0 W" p/ M. d! _" ~9 i( S强制处理为恒定值 (0)。
8 p; Q: U6 N, t3 N2 I, C● 弱上拉和下拉电阻被关闭。
# T! S$ p0 ^  n0 z● 对输入数据寄存器的读访问值为“0”。

6 D$ r/ C0 M5 `% W& U, V

将 OSC32_IN/OSC32_OUT 引脚用作 GPIO PC14/PC15 端口引脚
当 LSE 振荡器处于关闭状态时，可分别将 LSE 振荡器引脚 OSC32_IN 和 OSC32_OUT 用
作通用 PC14 I/O 和 PC15 I/O。当 LSE 振荡器处于开启状态时， PC14 I/O 和 PC15 I/O 只能
被配置为 LSE 振荡器引脚 OSC32_IN 和 OSC32_OUT。可通过在 RCC_BDCR 寄存器中将
LSEON 位置 1 来完成此操作。LSE 的优先级高于 GPIO 功能。
; b- V$ N$ S6 n1 f7 ~注意：当 1.2 V 域掉电时（因器件进入待机模式），或者当备份域由 VBAT 供电时（VDD 不再供电），PC14/PC15 GPIO 功能将丢失。在此情况下， I/O 被设置为模拟输入模式。

将 OSC_IN/OSC_OUT 引脚用作 GPIO PH0/PH1 端口引脚
当 HSE 振荡器处于关闭状态时，可分别将 HSE 振荡器引脚 OSC_IN 和 OSC_OUT 用作通
  g( p5 G/ e! ], o) X: d/ l用 PH0 I/O 和 PH1 I/O。（完成复位后， HSE 振荡器处于关闭状态）。当 HSE 振荡器处于
. l& S9 b2 B3 H" v3 X7 ^  d/ `开启状态时， PH0/PH1 I/O 只能被配置为 OSC_IN/OSC_OUT HSE 振荡器引脚。可通过在
6 V9 [" k1 N" N/ h, Y7 yRCC_CR 寄存器中将 HSEON 位置 1 来完成此操作。HSE 的优先级高于 GPIO 功能。

- g1 ]" g$ c, E9 _1 M

) ~: h- X. z* M, v. a+ f2 t

) h* D- ~8 r6 K8 ]& p

$ ?$ D& O1 ?4 I2 E9 W1 @/ w

; T( l2 I+ v  g

) w7 a) s8 {( w

GPIO配置方法：

第一步，使能IO口时钟，配置相关寄存器RCC->AHB1ENR
1 e  X" C2 x, J5 ~

第二步，初始化IO口模式，配置四个配置寄存器

GPIOx_MODER/GPIOx_OTYPER/GPIOx_OSPEEDR/GPIOx_PUPDR

第三步，操作IO口，输入高低电平，配置寄存器GPIOx_ODR或者BSRRL/BSRRH。

//GPIO复用设置

//GPIOx:GPIOA~GPIOI.

//BITx:0~15,代表IO引脚编号.

//AFx:0~15,代表AF0~AF15.

7 o& J4 k! R7 o8 F/ _/ ?8 d

8 Q" w$ s. s( G# h2 q1 X( R+ g: B
1 I! @) R' `( c/ k! q0 h

void GPIO_AF_Set(GPIO_TypeDef* GPIOx,u8 BITx,u8 AFx)

{  

        GPIOx->AFR[BITx>>3]&=~(0X0F<<((BITx&0X07)*4));

        GPIOx->AFR[BITx>>3]|=(u32)AFx<<((BITx&0X07)*4);

}   

//GPIO通用设置

//GPIOx:GPIOA~GPIOI.

//BITx:0X0000~0XFFFF,位设置,每个位代表一个IO,第0位代表Px0,第1位代表Px1,依次类推.比如0X0101,代表同时设置Px0和Px8.

//MODE:0~3;模式选择,0,输入(系统复位默认状态);1,普通输出;2,复用功能;3,模拟输入.

//OTYPE:0/1;输出类型选择,0,推挽输出;1,开漏输出.

//OSPEED:0~3;输出速度设置,0,2Mhz;1,25Mhz;2,50Mhz;3,100Mh.

//PUPD:0~3:上下拉设置,0,不带上下拉;1,上拉;2,下拉;3,保留.

//注意:在输入模式(普通输入/模拟输入)下,OTYPE和OSPEED参数无效!!

void GPIO_Set(GPIO_TypeDef* GPIOx,u32 BITx,u32 MODE,u32 OTYPE,u32 OSPEED,u32 PUPD)

{  

        u32 pinpos=0,pos=0,curpin=0;

        for(pinpos=0;pinpos<16;pinpos++)

        {

                pos=1<<pinpos;        //一个个位检查

                curpin=BITx&pos;//检查引脚是否要设置

                if(curpin==pos)        //需要设置

                {

                        GPIOx->MODER&=~(3<<(pinpos*2));        //先清除原来的设置

                        GPIOx->MODER|=MODE<<(pinpos*2);        //设置新的模式

                        if((MODE==0X01)||(MODE==0X02))        //如果是输出模式/复用功能模式

                        {  

                                GPIOx->OSPEEDR&=~(3<<(pinpos*2));        //清除原来的设置

                                GPIOx->OSPEEDR|=(OSPEED<<(pinpos*2));//设置新的速度值  

                                GPIOx->OTYPER&=~(1<<pinpos) ;                //清除原来的设置

                                GPIOx->OTYPER|=OTYPE<<pinpos;                //设置新的输出模式

                        }  

                        GPIOx->PUPDR&=~(3<<(pinpos*2));        //先清除原来的设置

                        GPIOx->PUPDR|=PUPD<<(pinpos*2);        //设置新的上下拉

                }

        }

}