1. #define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
   ; J/ R  E# d* ?5 l
2. #define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}
   

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对于我们学的STM32都是习惯性的调用库函数，操作GPIO直接对结构体成员直接赋值即可。学到I2C通信时，看到以上代码中突如其来的寄存器操作，对于我这个新手小白来说是一脸懵逼状态，经过一个下午的学习，也算是搞懂了GPIO寄存器操作。分享一下个人学结，有错误的地方欢迎各路大佬指正。

& O, Y0 G" L! {: c; P
) L$ E4 S; O. w4 f7 i7 @. w) x1 r4 f2 Y1、所需基础知识回顾
由参考手册可知，GPIO端口每个位可以由软件分别配置为：
' _! \: B2 r5 V5 a5 k+ T* T输入浮空
+ k3 H1 ?( U; w8 s, _输入上拉
' g; N4 G* T( m, S; n3 j1 M输入下拉
$ n- T6 D+ h# }. {5 A" n, V模拟输入
推挽式输出
0 y" e5 O5 H. ?! b* G推挽式复用功能
0 q5 x: z: e  @5 X- a' }+ G, ~% E" V! B开漏复用功能
9 j. `. n6 |/ p/ @9 [每个GPIO端口由七个寄存器来控制，分别为：
3 h& E6 F# T1 a6 o. Q& \端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)
7 @; C8 {+ h& d( F) p: c2 ~6 g7 [端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)
0 V4 O& `$ Z0 u4 y: C端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)
( S+ u5 G; \5 y2 t3 L$ r4 }; d端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)
端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)
& h1 \+ t$ w: p+ [端口位清除数据寄存器(GPIOx_BRR)
端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)
' k4 h7 a4 Y3 I+ L/ Y注：其中GPIOx_CRL配置GPIOx_Pin0——GPIOx_Pin7引脚，GPIOx_CRH配置GPIOx_Pin8——GPIOx_Pin15引脚（这个必须要明白）
( R; f$ C$ D. K. @5 |, I% Z
+ f2 V+ }# f9 Z
2 V' Q" X! \) t6 u逻辑运算
0 E7 Z( p2 ^( F, v9 k% i7 t: ~/ o左移运算
: b- M3 w2 n. ]( ?! RValue << num
num:指定要移位值Value移动的位数
丢弃最高位，0补在最低位
+ f0 U3 i5 u3 [7 W左移一位相当于乘以2的1次方，左移n位相当于乘以2的n次方
例如：8<<28，即：8向左移动28位
与运算：1 & A = A ；可得出1跟任意数进行”与“运算不会改变其值
; w* l% Z0 X4 O; |( W. j, QSTM32寄存器描述
GPIOx_CRL寄存器，也就是低位寄存器。配置：Pin0—Pin7。图一如下：
/ i* X9 p$ b& P% e( x
  w7 d9 @* K' D* Z3 N+ ]

4 M; k- p' p$ D; E. kGPIOx_CRH寄存器，也就是高位寄存器.配置：Pin8—Pin15。图二如下：

1 L) I- O. t$ k  A/ F

也就是一个GPIOx端口分为GPIOx_CRL寄存器和GPIOx_CRH寄存器，其中MODE0[1:0]和CNF7[1:0]一起表示Pin0的配置值，以下依此类推，MODE7[1:0]和CNF7[1:0]一起表示Pin7的配置值。

2、代码详解
; D$ g% E! u1 v4 Z2 S1 |对于文章开头提到的两个宏定义分开两条解释，SDA_IN()如下：

6 h/ u( K  i8 P) s* _#define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
* j9 N( T% A+ X7 n% s- @
) Y7 N9 v8 U. {6 a7 e( o* R其中GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF 等价于 (GPIOB->CRL) = (GPIOB->CRL) & 0X0FFFFFFF
含义为：由于上述提到的CRL为低位寄存器，意思是把GPIOB端口的CRL寄存器的28、29、30、31位清0，即将PB7中CNF7[1:0]和MODE[1:0]四位都置零。（这里应该还是蛮好理解的）

9 O) J& u6 W3 s& v其中GPIOB->CRL|=(u32)8<<28等价于GPIOB->CRL = GPIOB->CRL | (u32)(8<<28)
由于u32强制类型转换为32位，则8的二进制为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000
4 l0 ]* G2 ?. u' s& O! L6 g+ k将8左移28位得：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
% n$ |2 v& }, h6 N3 V! J( l4 N: r由左移之后的数据可知：将31、30、29、28位设置为1000。下面对上图中的CNF和MODE解析
' u3 p2 U* b3 h. n$ ~2 A! [
; j- R0 X1 C! m, d, W1 e即将PB的CRL寄存器中29和28位设置为00，由图一可知，其中29位MODE7[1]的值=0；28位MODE7[0]的值为0；图三如下：
# {) g1 H) X- I3 \3 P

0 h( {, [( J* @$ a
9 z9 y" m9 X, d+ p& k4 z9 o7 @6 H
; a; w* ]1 a) g5 m由上图得知：29:28位配置为00，由下表得知，MODE1和MODE0为00时为输入模式。图四如下：




接下来分析31:30位的值:10，由图一可知，其中31位CNF7[1]的值=1；30位CNF7[0]的值为0。图五如下：
: o2 @" W$ I3 f  b: i

! T7 Y& Q  h3 l, \. b6 J* r, h
由29:28位得知：为输入模式，且31:30位的值为10，对照图四亦可得出，即为上下拉输入模式
SDA_OUT()如下：
7 V7 O$ t) p! V- Q) V. ]
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}

6 k2 L& l( |& Y$ o) \" x  D其中(GPIOB->CRL) &= 0X0FFFFFFF等价于 (GPIOB->CRL) = (GPIOB->CRL) & 0X0FFFFFFF
/ e" w  H$ h+ k( J5 ?  s4 d" a其含义为：把PB端口的CRL寄存器的第28、29、30和31位清空，把GPIOB端口中的CNF7[1:0]和MODE7[1:0]置零

其中GPIOB->CRL |= (u32)3<<28 等价于 GPIOB->CRL = GPIOB->CRL | (u32)(3<<12)
3 ^7 B( H0 P. J( ?% {( [. ^6 h3转换为2进制为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011
将3左移28位得：0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
分析左移之后的数据为，将31、30、29、28位设置为00 11
/ x8 ?, E' k$ H: e( dPB的CRL寄存器中29和28位设置为11，其中29位MODE7[1]的值=1；28位MODE7[0]的值为1。即为输出模式，最大速度为50Mhz。

# `& b4 z# l. ]8 ^  y5 R$ H8 x
. ^4 [  U  {  I/ z2 ]
PB的CRL寄存器中31和30位设置为00，其中31位CNF7[1]的值=0；30位CNF7[0]的值为0；由图五可知：通用推挽式输出模式。
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% k0 k# ^2 m/ W9 c' ]

# O; q4 [& u4 k$ p