GPIO的输入模式

四种输入模式

1.浮空输入：CPU可以直接读取输入的高低电平
2.输入上拉模式：在浮空输入的情况下加一个30-50欧的上拉电阻，接VDD(器件内部工作电压,将一个不确定的信号固定在高电平)
3.输入下拉模式：在浮空输入的情况下加一个下拉电阻，接VSS（接地，将一个不确定的信号固定在低电平）
4.模拟输入：（AD转换）外部的模拟量（电压的形式）转化为数字量

四种输出模式

开漏输出模式：只可以输出强低电平，高电平靠外部电阻拉高
开漏复用输出模式：基本同上
推挽模式：可以输出高低电平，连接数字器件
复用推挽输出：基本同上

基于库函数的跑马灯实验

（IO口的高低电平控制， IO口作为输出控制DS0 与DS1交替闪烁）

IO口简介

每个 IO 口可以自由编程，但 IO 口寄存器必须要按 32 位字被访问。STM32 的很多 IO 口都是 5V 兼容的，这些 IO 口在与 5V 电平的外设连接的时候很有优势，具体哪些 IO 口是 5V 兼容的，可以从该芯片的数据手册管脚描述章节查到。
STM32 的每个 IO 端口都有 7 个寄存器来控制。他们分别是：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；一个 16 位的复位寄存器 BRR；1 个 32 位的锁存寄存器LCKR；常用的 IO 端口寄存器只有 4 个：CRL、CRH、IDR、ODR。
STM32寄存器有32个位，配置每个IO口需要4个位，CRL控制0-7，CRH控制8-15，因此需要两个32位的寄存器才可以配置16个IO口。
IDR:只需要前16位，直接读取每一位的高低电平即0或1
ODR:与IDR相反，控制IO口输出（还可以在输入模式下配置上拉或者下拉）
STM32大部分的端口都可以复用（如可以复用为串口）
所有的IO口都可以作为外部中断

硬件设计

用到的硬件只有 LED（DS0 和 DS1）。其电路默认是已经连接好了的。DS0 接 PA8，DS1 接 PD2。所以在硬件上不需要动任何东西。

连接原理图

GPIO的输出方式：推挽输出
IO口输出高电平，LED灭；输出低电平，LED亮

GPIO重要库函数介绍

初始化函数(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。
GPIO_Init函数初始化样例：

GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;                //LED0-->PA8端口配置，指定哪个GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;         //推挽输出模式 
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                   //根据设定参数初始化GPIOA8

可以一次初始化一个IO组下的多个IO，前提是这些IO口的配置方式一样。

4个设置输出电平函数

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

作用：设置某个IO口输出为高电平（1）。实际操作BSRR寄存器

void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

作用：设置某个IO口输出为低电平（0）。实际操作的BRR寄存器。

void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);

void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

这两个函数不常用，也是用来设置IO口输出电平。

步骤

使能IO口时钟。调用函数RCC_APB2PeriphColckCmd();
不同的IO组，调用的时钟使能函数不一样。
初始化IO口模式。调用函数GPIO_Init();
操作IO口，输出高低电平。
GPIO_SetBits();
GPIO_ResetBits();

代码示例

led.h
提示：头文件中，使用#ifndef，#define，#endif条件编译，避免头文件内容重复定义

#ifndef __LED_H
#define __LED_H  
#include "sys.h"
#define LED0 PAout(8)   // PA8
#define LED1 PDout(2)   // PD2  
void LED_Init(void);    //初始化                           
#endif

led.c

#include "led.h"
void LED_Init(void)
{
 
 GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);  //使能PA,PD端口时钟
    
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;               //LED0-->PA8 端口配置
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;        //推挽输出
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;       //IO口速度为50MHz
 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);                  //根据设定参数初始化GPIOA8
 GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);                         //PA8 输出高,初始默认不亮

 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;               //LED1-->PD2 端口配置, 推挽输出
 GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);                  //推挽输出 ，IO口速度为50MHz
 GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);                         //PD2 输出高 ，初始默认不亮
}

main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
 int main(void)
 {  
    delay_init();            //延时函数初始化    
    LED_Init();         //初始化与LED连接的硬件接口
    while(1)
    {
        GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8); //LED0输出低
        GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);//LED1输出高
        delay_ms(300);
        GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);//LED0输出高
        GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);//LED1输出低
        delay_ms(300);
    }
 }

STM32-基础（一）