1.前言
每个GPIO端口有如下几个寄存器进行操作：
- 两个32位配置寄存器：GPIOx_CRL, GPIOx_CRH
- 两个32位数据寄存器：GPIOx_IDR, GPIOx_ODR
- 一个32位set/reset寄存器：GPOx_BSRR
- 一个16位reset寄存器：GPIOx_BRR
- 一个32位锁定寄存器：GPIOx_LCKR
注：GPIO_BRR和GPIO_BSRR支持读写的原子访问
每组GPIO的 port可以配置成如下的IO方式：
2.GPIO基本结构
图 标准GPIO位的基本结构
图 port bit配置表
图 输出模式bit
3.GPIO功能描述
3.1 通用目的IO(GPIO)
- reset过程中或刚reset后
引脚的可选功能是无效的，端口被配置成Input Floating Mode(CNFx[1:0]=01b, MODEx[1:0]=00b).
RESET后JTAG pin：PA15: JTDI in PU 、 PA14: JTCK in PD 、 PA13: JTMS in PU 、 PB4: NJTRST in PU
- 配置为输出模式
写到GPIOx_ODR中的值被输出到port引脚，可能使用的驱动模式：push-pull or open-drain
- 配置为输入模式
GPIOx_IDR在每个APB2时钟周期会捕获IO引脚上的数据
注：1.每个GPIO PIN都有一个弱上拉和一个弱下拉，在配置为输入模式时可以决定是否使能
- 原子的bit set/reset
在操作GPIO_ODR寄存器的时候没有必要关中断，通过写入GPIO_BRR或GPIO_BSRR来set或reset GPIO的相关port bit
- 外部中断/唤醒线
所有的gpio端口都具有中断/唤醒功能，要使用外部中断线，需要配置为输入功能
- IO配置锁定功能
当配置锁定功能后，GPIO的port bit将不能修改，除非reset
- GPIO寄存器说明
GPIO_CRL:设置GPIO低8个port bit的输入/输出模式、设置driver方式；
GPIO_CRH:设置GPIO高8个port bit的输入/输出模式、设置driver方式；
GPIO_IDR：显示每个GPIO port的输入值
GPIO_ODR：设置每个GPIO port的输出值
GPIO_BSRR:标记输出值寄存器的哪些位需要set/reset
GPIO_BRR:标记输出值寄存器的哪些位需要REset
GPIO_LCKR:设定GPIO的哪些port bit配置被锁定
3.2 可选功能（AF）
- 可选功能输入
port必须配置为输入模式（input floating, input pull-up, intpu pull-down）,且输入pin必须由外部驱动
- 可选功能输出
port必须配置为输出模式（push-pull or open-drain）
- 可选功能双向
在输出时，port必须配置为输出模式(push-pull or open-drain)；在输入时port必须配成输入模式（input floating）
注：1. 配置一个 port为可选功能输出，则会断开输出寄存器，并与外设的某个输出信号引脚链接，如图 标准GPIO位的基本结构
2. 如果软件将GPIO配置为可选功能输出，但是外设没有使能，这输出状态不确定
- 软件重现映射I/O可选功能
通过配置AFIO寄存器，重映射一些功能到其它引脚，此时这些可选功能将与原有GPIO断绝关联
- 举例：配置为UART功能
- AFIO寄存器说明
AFIO_EVCR:如果置位，cotex事件将发送到某个端口的pin
AFIO_MAPR/AFIO_MAPR2:对可选功能进行重新映射
AFIO_EXTICR1/AFIO_EXTICR2/AFIO_EXTICR3/AFIO_EXTICR4：设置各个GPIO的中断线
4. 参考文献
[1] STM32F101xx, STM32F102xx, STM32F103xx, STM32F105xx and
STM32F107xx advanced ARM®-based 32-bit MCUs