STM32学习笔记——GPIO介绍及配置
仅供个人学习使用
STM32 的每个 IO 端口都有 7 个寄存器来控制。分别是：
- 配置模式的 2 个 32 位的端口配置寄存器 CRL 和 CRH；
- 2 个 32 位的数据寄存器 IDR 和 ODR；
- 1 个 32 位的置位/复位寄存器BSRR；
- 1个 16 位的复位寄存器 BRR；
- 1 个 32 位的锁存寄存器 LCKR。
CRH 和 CRL
在固件库开发中，操作寄存器 CRH 和 CRL 来配置 IO 口的模式和速度是通过 GPIO 初始化函数完成：
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)；
这个函数有两个参数，第一个参数是用来指定 GPIO，取值范围为 GPIOA~GPIOG。第二个参数为初始化参数结构体指针，结构体类型为 GPIO_InitTypeDef。其定义如下：
typedef struct
{ uint16_t GPIO_Pin;
GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
}GPIO_InitTypeDef;
结构体 GPIO_InitStructure 的第一个成员变量 GPIO_Pin 用来设置是要初始化哪个或者哪些 IO 口；第二个成员变量 GPIO_Mode 是用来设置对应 IO 端口的输出输入模式，有八个可选值，在固件库中是通过枚举类型定义：
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;
第三个参数是 IO 口速度设置，有三个可选值，在 固件库中是通过枚举类型定义：
typedef enum
{
GPIO_Speed_10MHz = 1,
GPIO_Speed_2MHz,
GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;
初始化 GPIO 的常用格式是：
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度 50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//根据设定参数配置 GPIO
上面代码的意思是设置 GPIOB 的第 5 个端口为推挽输出模式，同时速度为 50M。
IDR
在固件库中操作 IDR 寄存器读取 IO 端口数据是通过GPIO_ReadInputDataBit 函数实现的：
GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
比如我要读 GPIOA.5 的电平状态，那么方法是：
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_5);
返回值是 1(Bit_SET)或者 0(Bit_RESET);
ODR
ODR 是一个端口输出数据寄存器，只用了低 16 位。该寄存器为可读写，从该寄存器读出来的数据可以用于判断当前 IO 口的输出状态。而向该寄存器写数据，则可以控制某个 IO 口的输出电平。在固件库中设置 ODR 寄存器的值来控制 IO 口的输出状态是通过函数 GPIO_Write 来实现的：
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);
该函数一般用来往一次性一个 GPIO 的多个端口设值。
BSRR和BRR
BSRR 寄存器是端口位设置/清除寄存器。该寄存器和 ODR 寄存器具有类似的作用，都可以用来设置 GPIO 端口的输出位是 1 还是 0。BRR 寄存器是端口位清除寄存器。
在 STM32 固件库中，通过 BSRR 和 BRR 寄存器设置 GPIO 端口输出是通过函数GPIO_SetBits()和函数 GPIO_ResetBits()来完成的。
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
比如我们要设置 GPIOB.5 输出 1，那么方法为：
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
或者
GPIOB->BRR=GPIO_Pin_5;
反之如果要设置 GPIOB.5 输出位 0，方法为：
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
或者
GPIOB->BSRR=GPIO_Pin_5;
GPIO 操作步骤
//使能 IO 口时钟。调用函数为RCC_APB2PeriphClockCmd()。
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);//使能GPIOC
//初始化 IO 参数。调用函数 GPIO_Init();
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
//操作 IO。
CPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_5);//PC.5输出高