GPIO

GPIO

GPIO(General Purpose Input Output)

GPIO功能描述

STM32的GPIO模块通过软件编程实现I/O端口的重新映射，从而达到I/O端口功能的复用。

GPIO端口的每个位可以由软件分别配置成下列9个模式：

• 浮空输入：当引脚浮空时，相当于介入高电平；
• 上拉输入：将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平；
• 下拉输入；
• 模拟输入；
• 开漏输出；
• 推挽式输出；
• 复用功能推挽式输出；
• 复用功能开漏输出；

GPIO的基本结构

复用功能

使用默认复用功能前必须对端口位配置寄存器

• 对于复用输入，端口必须配置为输入模式（浮空、上拉或下拉）且输入引脚必须由外部驱动；
• 对于复用输出，端口必须配置为复用输出模式（推挽或开漏）；
• 对于双向复用，端口必须配置为复用输出（推挽或开漏），输入驱动器必须配置为浮空输入模式。

输入配置

当I/O端口配置为输入时：

• 输出缓冲器被禁止；
• 出现在I/O脚上的数据在每个APB2时钟被采样到输入数据寄存器IDR中

输出配置

• 输出缓冲器被激活；
• 在开漏模式时，对输入数据寄存器的读访问可得到I/O状态；
• 出现在I/O引脚上的数据在每个ABP2时钟被采样到输出数据寄存器；
• 在推挽模式，对输出寄存器的读访问可得到最后一次写入的值

GPIO常用库函数

• void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

  第一个参数确定是哪个GPIO, 第二个参数设置该GPIO的引脚以及引脚的模式和输出最大速度。

  第二个参数的结构体为

  typedef struct
  {
  uint16_t GPIO_Pin;
  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
  } GPIO_InitTypeDef;
  

  GPIO_Mode即之前提到的可配置的九种模式的一个枚举

  typedef enum
  {
  GPIO_Mode_AIN = 0x0,
   //模拟输入
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,
   //浮空输入
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,
   //下拉输入
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,
   //上拉输入
  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,
   //开漏输出
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,
   //通用推挽输出
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,
   //复用开漏输出
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18
   //复用推挽
  }GPIOMode_TypeDef;
  

  函数使用示例：

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  

  GPIO_Init函数并不只是在初始化时才调用，每一次需要改变GPIO端口时都需要调用这个函数来完成。

• uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

  读取某个GPIO的某个引脚的值，返回结果为一个8位的整型，也就是读取一个字节。下面的函数中，如果没有给出参数，说明参数与本函数一致。

  同样的还有读取输出寄存器的值的函数GPIO_ReadOutputDataBit，这里不作赘述。

• GPIO_SetBits和 GPIO_ResetBits

  置位和重置位

GPIO案例——跑马灯

跑马灯硬件连接图

/*
 * 使用GPIO实现跑马灯
 * 库函数的包括就略了
 */
int main() {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    delay_init();
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE); //使能PB,PE端口时钟
    
    //配置GPIO
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); //LED0配置在GPIOB pin5,pin5推挽输出
    GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//LED1配置在GPIOE pin5
    GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);

    while (1) {
        GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
        GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
        delay_ms(500); //延迟500ms
        GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
        GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);
        delay_ms(500);
    }
}