STM32学习笔记【4】GPIO入门

GPIO入门

1.GPIO简介

GPIO-general purpose intput output(通用输入输出口)。简单来说就是软件可控制的引脚，STM32芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。

STM32F103芯片的引脚图如下：

1.GPIO和引脚有什么区别？

GPIO为通用输出输出口，引脚图上PAx到PEx对应的针脚为GPIO口，GPIO口往往除了基本的输入输出以外还有其他的复用功能。

GPIO口是引脚的一种，主要功能是用作输入/输出，还有附带的一些复用功能。除了GPIO以外芯片上还有电源、晶振等等其他的引脚。

2.如何查找每一个GPIO的功能说明？

在《STM32官方数据手册》——3.引脚定义一节中，可以找到对应的引脚对应图。以F103ZET6为例，该型号是BGA100的脚位，对应的定义和功能可以按图找到：

当我们想找到某一功能对应的管脚时，这里以USART1的发送与接收为例。我们只需要查表，找到对应的功能定义：


可知PA9与PA10的主功能对应的就是USART1的发送与接收。而PB6与PB7的重定义功能也可以用于USART1的发送与接收。

3.STM32F10X系列引脚的分类

2.GPIO功能框图

1.基本功能框图分析

1.I/O引脚：是处理器暴露在外的引脚，图中其他部分都被隐藏在芯片中。引脚一般外界3.3V的元器件，拥有保护电路，可以一定程度上防止过高电压把芯片损坏。若需要连接电机，则需要外接驱动电路模块。

2.推挽、开漏或者关闭：在端口低寄存器（CRL）或者端口高寄存器（CRH）,可以通过配置MODE和CNF分别设计端口模式和端口配置，以设置究竟是否输出，以及具体怎么输出。

3.输出数据寄存器（ODR）：通过写入位设置\清除寄存器（BSRR），来改变输出数据寄存器（ODR）的状态。BSRR中，BS(Bit Set)用于设置端口的位；BR(Bit Reset)用于清除端口的位。

注意这里还有端口位清除寄存器（BRR），不过只能进行BR(Bit Reset)，即端口位清除操作。

也可以直接对ODR寄存器进行赋值，相应的结果会通过输出控制单元对外输出（16个位为0或1，输出一个16位的数字）。

4.复用功能输出：可以将片上的外设（ADC、CAN等），通过USART的方式输出到外部引脚。

5.输入数据寄存器（IDR）：若对应位为0则表示输入信号为低电平，若对应位为1则表示输入信号为高电平。

当ODR在输出的时候，我们可以在IDR中读取到对应的位。配置为输出模式时，我们可以用IDR进行监控。

具体是上拉输入还是下拉输入，实际上是在写入位设置\清除寄存器（BSRR）中配置的。以后会详细说明。

6.复用功能输入：外部输入信号经过TTL肖特基触发器（施密特触发器），如果判断为数字信号，则进入外部数据寄存器（CRC_DR）。

7.模拟输入：外部输入信号经过TTL肖特基触发器（施密特触发器），如果判断为模拟信号，则直接进行模拟输入。

2.推挽输出

由图可知，
若INT端为1，则OUT端为VDD输出（3.3V）；
若INT端为0，则OUT端为0V。

INT端为1的时候，推出电流；INT端为0的时候，向内吸收电流。即是推、挽的含义。

3.开漏输出

由图可知，
开漏输出只能默认输出低电平，无法默认输出高电平。
若INT端为1，则OUT端为VDD输出，
若INT端为0，则OUT端为0V，
拥有线与的特性，常用于I2C和SMBUS总线。