前注:本文章主要讲解【原理】【固件库(标准库)】【HAL库】
内容为 '_Snake_'编写,日常学习总结,内容如有不足、不妥之处请私信告知,谢谢!
实验配置
I/O端口位的基本结构
5伏兼容I/O端口位的基本结构
端口位配置表
输出模式位
输入配置
输出配置
复用功能配置
模拟输入配置
外设的GPIO配置
模式配置
输入:
1.输入浮空
2. 输入上拉模式
3. 输入下拉模式
输出:
5. 开漏通用输出模式
6. 推挽通用输出模式
7. 推挽复用功能输出模式
需要用到外设的重映射功能需要开启。
部分重映射,完全重映射
涉及文件stm32f10x_gpio.h、stm32f10x_gpio.c、stm32f10x.h
typedef struct
{
__IO uint32_t CRL; //端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)
__IO uint32_t CRH; //端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)
__IO uint32_t IDR; //端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)
__IO uint32_t ODR; //端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)
__IO uint32_t BSRR; //端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)
__IO uint32_t BRR; //端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)
__IO uint32_t LCKR; //端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)
} GPIO_TypeDef;
具体寄存器详情看手册
#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000) //外设基地址
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x10000) //APB2基地址
/*GPIO的基地址*/
#define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
#define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
#define GPIOD_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1400)
#define GPIOE_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1800)
#define GPIOF_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x1C00)
#define GPIOG_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0x2000)
/*函数调用时用的端口*/
#define GPIOA ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
#define GPIOB ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
#define GPIOC ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
#define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
#define GPIOE ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
#define GPIOF ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
#define GPIOG ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)
↑
↑
↑
GPIO寄存器的结构体
typedef struct
{
uint16_t GPIO_Pin; //引脚号 例如GPIO_Pin_0
GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; //I/O口驱动电路的响应速度
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; //GPIO 工作模式
}GPIO_InitTypeDef;
引脚号(看芯片型号)
#define GPIO_Pin_0 ((uint16_t)0x0001) /*!< Pin 0 selected */
#define GPIO_Pin_1 ((uint16_t)0x0002) /*!< Pin 1 selected */
#define GPIO_Pin_2 ((uint16_t)0x0004) /*!< Pin 2 selected */
#define GPIO_Pin_3 ((uint16_t)0x0008) /*!< Pin 3 selected */
#define GPIO_Pin_4 ((uint16_t)0x0010) /*!< Pin 4 selected */
#define GPIO_Pin_5 ((uint16_t)0x0020) /*!< Pin 5 selected */
#define GPIO_Pin_6 ((uint16_t)0x0040) /*!< Pin 6 selected */
#define GPIO_Pin_7 ((uint16_t)0x0080) /*!< Pin 7 selected */
#define GPIO_Pin_8 ((uint16_t)0x0100) /*!< Pin 8 selected */
#define GPIO_Pin_9 ((uint16_t)0x0200) /*!< Pin 9 selected */
#define GPIO_Pin_10 ((uint16_t)0x0400) /*!< Pin 10 selected */
#define GPIO_Pin_11 ((uint16_t)0x0800) /*!< Pin 11 selected */
#define GPIO_Pin_12 ((uint16_t)0x1000) /*!< Pin 12 selected */
#define GPIO_Pin_13 ((uint16_t)0x2000) /*!< Pin 13 selected */
#define GPIO_Pin_14 ((uint16_t)0x4000) /*!< Pin 14 selected */
#define GPIO_Pin_15 ((uint16_t)0x8000) /*!< Pin 15 selected */
#define GPIO_Pin_All ((uint16_t)0xFFFF) /*!< All pins selected */
GPIO 工作模式
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;
IO 口速度设置
typedef enum
{
GPIO_Speed_10MHz = 1,
GPIO_Speed_2MHz,
GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;
void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
if (GPIOx == GPIOA)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, DISABLE);
}
else if (GPIOx == GPIOB)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, DISABLE);
}
else if (GPIOx == GPIOC)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, DISABLE);
}
else if (GPIOx == GPIOD)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, DISABLE);
}
else if (GPIOx == GPIOE)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, DISABLE);
}
else if (GPIOx == GPIOF)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF, DISABLE);
}
else
{
if (GPIOx == GPIOG)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, DISABLE);
}
}
}
#define RCC_APB2Periph_AFIO ((uint32_t)0x00000001)
#define RCC_APB2Periph_GPIOA ((uint32_t)0x00000004)
#define RCC_APB2Periph_GPIOB ((uint32_t)0x00000008)
#define RCC_APB2Periph_GPIOC ((uint32_t)0x00000010)
#define RCC_APB2Periph_GPIOD ((uint32_t)0x00000020)
#define RCC_APB2Periph_GPIOE ((uint32_t)0x00000040)
#define RCC_APB2Periph_GPIOF ((uint32_t)0x00000080)
#define RCC_APB2Periph_GPIOG ((uint32_t)0x00000100)
#define RCC_APB2Periph_ADC1 ((uint32_t)0x00000200)
#define RCC_APB2Periph_ADC2 ((uint32_t)0x00000400)
#define RCC_APB2Periph_TIM1 ((uint32_t)0x00000800)
#define RCC_APB2Periph_SPI1 ((uint32_t)0x00001000)
#define RCC_APB2Periph_TIM8 ((uint32_t)0x00002000)
#define RCC_APB2Periph_USART1 ((uint32_t)0x00004000)
#define RCC_APB2Periph_ADC3 ((uint32_t)0x00008000)
#define RCC_APB2Periph_TIM15 ((uint32_t)0x00010000)
#define RCC_APB2Periph_TIM16 ((uint32_t)0x00020000)
#define RCC_APB2Periph_TIM17 ((uint32_t)0x00040000)
#define RCC_APB2Periph_TIM9 ((uint32_t)0x00080000)
#define RCC_APB2Periph_TIM10 ((uint32_t)0x00100000)
#define RCC_APB2Periph_TIM11 ((uint32_t)0x00200000)
思路:先根据函数入口参数检测是要关闭哪个端口 通过RCC_APB2PeriphResetCmd(因为端口都挂载在APB2)函数进行队APB2 外设复位寄存器(RCC_APB2RSTR)的置“1”(复位IO端口A),最后在清‘0’无作用
void GPIO_AFIODeInit(void)
{
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, DISABLE);
}
思路:与GPIO_DeInit同理
根据标号提示结合自己的理解慢慢消化
1:
主要是判断是否为输出模式,如果是输入模式的话则要把速度也写进currentmode变量,输出模式的高4位都是0001
2:
3:
判断是否为CRL寄存器所属引脚(0~7),0~7引脚低8位全是非0
4:
循环低8位引脚 找出哪个是实际配置的引脚,获取端口引脚位置,pos赋值后为当前第几个引脚,而后与实际引脚进行位与 再通过是否相当来找出端口引脚位置
5:
pos左移两位 实际是因为CRL寄存器配置模式+速度要用4位
6:
上下拉输入对应的ODR寄存器配置 BSRR和BRR寄存器都是配置ODR寄存器的
代码为CRL配置低寄存器 为不完整代码 CRH雷同
思路:代码较为复杂建议结合图文进行理解
void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{
/* Reset GPIO init structure parameters values */
GPIO_InitStruct->GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;
GPIO_InitStruct->GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_InitStruct->GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
}
思路:把结构体的引脚复位为全部,速度复位为2Mhz,模式复位为浮空输入。
缺省值的意思是默认选项
uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
uint8_t bitstatus = 0x00;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
if ((GPIOx->IDR & GPIO_Pin) != (uint32_t)Bit_RESET)
{
bitstatus = (uint8_t)Bit_SET;
}
else
{
bitstatus = (uint8_t)Bit_RESET;
}
return bitstatus;
}
思路:读取IDR寄存器的相应位,如果不为0(Bit_RESET)则返回1。
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
return ((uint16_t)GPIOx->IDR);
}
思路:读取IDR寄存器,以16位返回值
uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
uint8_t bitstatus = 0x00;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
if ((GPIOx->ODR & GPIO_Pin) != (uint32_t)Bit_RESET)
{
bitstatus = (uint8_t)Bit_SET;
}
else
{
bitstatus = (uint8_t)Bit_RESET;
}
return bitstatus;
}
思路:读取ODR寄存器的相应位,如果不为0(Bit_RESET)则返回1。
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
return ((uint16_t)GPIOx->ODR);
}
思路:读取ODR寄存器,以16位返回值
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
}
思路:使用端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)对相应引脚进行置‘1’,BSRR寄存器会改变ODR寄存器的值,引脚也只在0~15,除了GPIO_Pin_All
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
GPIOx->BRR = GPIO_Pin;
}
思路:使用端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)对相应引脚进行置‘1’从而清楚对应的ODRy为0,BRR寄存器会改ODR的值
void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
assert_param(IS_GPIO_BIT_ACTION(BitVal));
if (BitVal != Bit_RESET)
{
GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
}
else
{
GPIOx->BRR = GPIO_Pin;
}
}
思路:通过BSRR和BRR寄存器对相应端口和位进行配置,详情看上两个函数
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
GPIOx->ODR = PortVal;
}
思路:对相应的端口的ODR输出寄存器,以字(16)位写入
void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
uint32_t tmp = 0x00010000;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
tmp |= GPIO_Pin;
/* Set LCKK bit */
GPIOx->LCKR = tmp;
/* Reset LCKK bit */
GPIOx->LCKR = GPIO_Pin;
/* Set LCKK bit */
GPIOx->LCKR = tmp;
/* Read LCKK bit*/
tmp = GPIOx->LCKR;
/* Read LCKK bit*/
tmp = GPIOx->LCKR;
}
思路: 对端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR),每个锁定位锁定控制寄存器(CRL, CRH)中相应的4个位,即在下次系统复位之前将不能再更改端口位的配置。
通过tmp的值与引脚相结合,然后进行锁键的写入序列: 写1 -> 写0 -> 写1 -> 读0 -> 读1
void GPIO_EventOutputConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)
{
uint32_t tmpreg = 0x00;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_EVENTOUT_PORT_SOURCE(GPIO_PortSource));
assert_param(IS_GPIO_PIN_SOURCE(GPIO_PinSource));
tmpreg = AFIO->EVCR;
/* Clear the PORT[6:4] and PIN[3:0] bits */
tmpreg &= EVCR_PORTPINCONFIG_MASK; //事件端口引脚配置
tmpreg |= (uint32_t)GPIO_PortSource << 0x04; //事件端口
tmpreg |= GPIO_PinSource; //事件引脚
AFIO->EVCR = tmpreg;
}
#define EVCR_PORTPINCONFIG_MASK ((uint16_t)0xFF80)
思路:把AFIO_EVCR寄存器赋值给tmpreg 而后通过EVCR_PORTPINCONFIG_MASK 对位7值‘1’(允许事件输出) GPIO_PortSource(入口参数)为事件端口左位 GPIO_PinSource位事件引脚
void GPIO_EventOutputCmd(FunctionalState NewState)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
*(__IO uint32_t *) EVCR_EVOE_BB = (uint32_t)NewState;
}
#define EVCR_EVOE_BB (PERIPH_BB_BASE + (EVCR_OFFSET * 32) + (EVOE_BitNumber * 4))
思路;对EVOE进行使能
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState)
{
uint32_t tmp = 0x00, tmp1 = 0x00, tmpreg = 0x00, tmpmask = 0x00;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_REMAP(GPIO_Remap));
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
if((GPIO_Remap & 0x80000000) == 0x80000000)
{
tmpreg = AFIO->MAPR2;
}
else
{
tmpreg = AFIO->MAPR;
}
tmpmask = (GPIO_Remap & DBGAFR_POSITION_MASK) >> 0x10;
tmp = GPIO_Remap & LSB_MASK;
if ((GPIO_Remap & (DBGAFR_LOCATION_MASK | DBGAFR_NUMBITS_MASK)) == (DBGAFR_LOCATION_MASK | DBGAFR_NUMBITS_MASK))
{
tmpreg &= DBGAFR_SWJCFG_MASK;
AFIO->MAPR &= DBGAFR_SWJCFG_MASK;
}
else if ((GPIO_Remap & DBGAFR_NUMBITS_MASK) == DBGAFR_NUMBITS_MASK)
{
tmp1 = ((uint32_t)0x03) << tmpmask;
tmpreg &= ~tmp1;
tmpreg |= ~DBGAFR_SWJCFG_MASK;
}
else
{
tmpreg &= ~(tmp << ((GPIO_Remap >> 0x15)*0x10));
tmpreg |= ~DBGAFR_SWJCFG_MASK;
}
if (NewState != DISABLE)
{
tmpreg |= (tmp << ((GPIO_Remap >> 0x15)*0x10));
}
if((GPIO_Remap & 0x80000000) == 0x80000000)
{
AFIO->MAPR2 = tmpreg;
}
else
{
AFIO->MAPR = tmpreg;
}
}
思路:对MAPR寄存器 设置,然后进行引脚的映射,重映射.部分重映射时需要用到
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)
{
uint32_t tmp = 0x00;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_EXTI_PORT_SOURCE(GPIO_PortSource));
assert_param(IS_GPIO_PIN_SOURCE(GPIO_PinSource));
tmp = ((uint32_t)0x0F) << (0x04 * (GPIO_PinSource & (uint8_t)0x03));
AFIO->EXTICR[GPIO_PinSource >> 0x02] &= ~tmp;
AFIO->EXTICR[GPIO_PinSource >> 0x02] |= (((uint32_t)GPIO_PortSource) << (0x04 * (GPIO_PinSource & (uint8_t)0x03)));
}
思路:对EXTICR寄存器进行外部中断的输入源引脚 进行配置
选择以太网媒体接口,此功能仅适用于STM32连接线设备。媒体接口。
输入参数:
#define GPIO_ETH_MediaInterface_MII ((u32)0x00000000)
#define GPIO_ETH_MediaInterface_RMII ((u32)0x00000001)
void GPIO_ETH_MediaInterfaceConfig(uint32_t GPIO_ETH_MediaInterface)
{
assert_param(IS_GPIO_ETH_MEDIA_INTERFACE(GPIO_ETH_MediaInterface));
/* Configure MII_RMII selection bit */
*(__IO uint32_t *) MAPR_MII_RMII_SEL_BB = GPIO_ETH_MediaInterface;
}
博主没有用过不太清楚 大概注解翻译已写出