STM32F1笔记（一）GPIO输出

GPIO：General Purpose Input Output （通用输入/输出）。

 

GPIO最经典应用：LED灯。

先看电路。声明：参考正点原子战舰开发板。

与LED串联的电阻称为限流电阻。

限流电阻计算公式：R=(U-LED压降)/20ma。

U为LED工作电压，LED一般最大电流为20ma。

在此R=（3.3-0.7）/0.02=130Ω。

因此本次示例中限流电阻阻值大于130Ω，才不会烧坏LED。

 

再看代码。

GPIO初始化。

void LED_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
	
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
    GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5); 
}

LED应用

void HW_Led0_Off(void)
{
    GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);    //设置GPIO输出1
}

void HW_Led0_on(void)
{
    GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);  //设置GPIO输出0
}

void HW_Led1_Off(void)
{
    GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);    //设置GPIO输出1
}

void HW_Led1_on(void)
{
    GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);  //设置GPIO输出0
}

思考：为什么IO输出低电平时LED亮，而不是输出高电平？

思路：

    1、由于单片机的I/O口的结构决定了它灌电流能力较强，而拉电流能力比较弱（即IO口的低平驱动能力较强而高电平驱动能力较差）；

    2、为了简化单片机接口的设计。高电平驱动和低电平驱动是同样的效果，另外，低电平驱动也简化了控制代码，避免了单片机上电复位时端口置高电平后对led的影响；

 

从STM32中文参考手册内得知，STM32的GPIO可配置为八种模式。

    1、浮空输入(Input floating)

    2、上拉输入(Input pull-up)

    3、下拉输入(Input pull-down)

    4、模拟输入(Analog)

    5、开漏输出(Output open-drain)

    6、推挽式输出(Output push-pull)

    7、推挽式复用功能(Alternate function push-pull)

    8、开漏复用功能(Alternate function open-drain)

typedef enum
{ 
    GPIO_Mode_AIN = 0x0,
    GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,
    GPIO_Mode_IPD = 0x28,
    GPIO_Mode_IPU = 0x48,
    GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,
    GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,
    GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,
    GPIO_Mode_AF_PP = 0x18
}GPIOMode_TypeDef;

驱动LED使用的是推挽输出。推挽电路（push-pull）就是两个不同极性晶体管间连接的输出电路。

简单理解推挽和开漏的区别：驱动能力不同。推挽驱动能力强。

复用意思是GPIO不作为普通IO，而是特殊功能使用，比如ADC、USART等。

更深层次的研究可参考链接博客：https://blog.csdn.net/techexchangeischeap/article/details/72569999

 

引脚输出速度有3种：

typedef enum
{ 
  GPIO_Speed_10MHz = 1,
  GPIO_Speed_2MHz, 
  GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;

GPIO的速度应该与应用匹配。速度配置越高，噪声越大，功耗越大。

比如配置为串口应用，波特率为115200，此时GPIO的速度配置为2MHz就够了，既省电也噪声小。

I2C接口，400K波特率，若想把余量留大些，可以配置为10MHz。

SPI接口，18M或9M需要选用50MHz的GPIO速度。

 

输入模式的讲解在下一篇笔记。

特殊应用重映射I/O在后续如有项目需要再添加入笔记。