STM32单片机入门例程（1.GPIO端口硬件结构）

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前言

本学期上单片机的时候32就只是笼统的学了一下，基本是在吃51的老底，今天写实验报告的时候就发现有很多地方学的并不扎实，本文作为我的查缺补漏和巩固复习同时，也希望为大家带来一定的帮助。

我现在用的是STM32F103ZE,在这里我就以这款开发板为大家介绍了。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、STM32F10x芯片命名规则

在STM32F10x芯片当中：
前五位是产品系列，STM32代表基于ARM的32位微处理器；
第六位是产品类型，F代表通用类型；
第七位到第九位是产品的子系列，共有101系列（基本型），102（USB基本型），103（增强型），105系列/107系列（互联型）等五种系列、四种类型；
第十位是芯片的引脚数，共有T（36个），C（48个），R（64个），V（100个），Z（144个）等五种；
第十一位是芯片的闪存容量，共有4（16K），6（32K），8（64K），B（128K），C（256K），D（384K），E（512K）等七种；
第十二位是芯片的封装型式，共有H（BGA），T（LQFP），U（VFQFPN），Y（WLCSP64）等四种形式；
第十三位是芯片的工作温度范围，分为商业级（以6表示，温度范围：以6表示，温度范围：-40 ~ 85℃）和工业级（以7表示，温度范围：-40 ~ 105℃）两种；
第十四位是内部代码，分为A和空两种（具体我也不是很清楚）。

大致情况如下图所示：

一般在实际使用过程中，只有第十位和第十一位，也就是引脚数和闪存容量需要我们注意一下。

二、STM32F10x芯片内部资源

1.内核

处理器为ARM 32位的Cortex™-M3 CPU；时钟最高工作频率为72MHz；采用单周期乘法和硬件除法，运行速度快。

2.调试模式

STM32的处理器Cortex-M3内嵌跟踪模块(ETM)，支持JTAG和SWD（串行单线调试）两种调试方式。

3.内部总线

STM32的内部总线分为高性能总线(AHB)、系统总线(ASB)和外设总线(APB）。

APB分为APB1（低速）和APB2（高速）两种

4.中断控制器（NVIC）

STM32内置嵌套的向量式中断控制器，能够处理60个可屏蔽中断通道和16个优先级。

5.存储器

STM32拥有256K～512KB的闪存程序存储器（Flash）和高达64KB的SRAM存储器。

Flash相当于硬盘，具有非易失性，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据；
SRAM具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路就能保存其内部存储的数据，但一旦切掉电源其数据将丢失。

6.时钟、复位和电源管理

STM32单片机具有2.0 ~ 3.6V的供电和I/O引脚，上电复位（POR），断电复位（PDR），4 ~ 16MHz的晶体振荡器，内嵌8MHz/40kMz/32kHz的RC振荡器。

7.I/O端口

STM32f103ZE的I/O端口多达7组，共112个具有快速多功能的双向I/O端口（GPIOA-GPIOG），所有I/O口可以映像到16个外部中断；引脚电平为0V~3.3V，但几乎所有端口可容忍5V信号（在官方文件中，引脚说明图中带FT的引脚可容忍5V信号）。
相关的几页我为大家放在下面了（嘿嘿）：

8.外设

STM内含多种外设：
（1）ADC：3个12位模数转换器 (多达21个输入通道)；
（2）DAC：2 通道 12 位 D/A 转换器；
（3）DMA：12 通道 DMA 控制器（支持定时器、 ADC、 DAC、 SDIO、I2S、 SPI、I2C和USART ）；
（4）TIM：多达11个定时器（4个16位定时器、2个16位带死区控制和紧急刹车、 2个看门狗定时器、1个24位自减型系统时间定时器、2个16位基本定时器用于驱动DAC）；
（5）通信接口：2个I2C接口、5个USART接口、3个SPI接口、CAN接口、USB 2.0全速接口、SDIO接口；

三、STM32F10x芯片引脚定义

STM32f103ZE的引脚分布图和原理图我放在下面了，每个端口的复用功能原理图中都有，我就不总结了，自行查看即可。


因为图片有可能会看不清所以我把原理图的下载链接放在下面了：
链接：https://pan.baidu.com/s/1dWx3PVouSOxgqrspMCFxbA?pwd=06a6
提取码：06a6

四、STM32F10x芯片GPIO端口介绍

1.GPIO（General Purpose Input Output）通用输入/输出口

GPIO 是通用输入/输出（General Purpose Input Output）的简称。可以实现驱动外部电路（输出）、检测外来信号（输入）以及模拟一些通信接口通信等功能，是单片机和外界进行通信的必要通道（MCU 只要是和外界的设备进行数据交换都是需要通过 GPIO 端口来完成的）。 GPIO 端口和外界通信都是通过TTL 数字电平（高电平或者低电平）来进行数据交换的， 高电平代表数字“1”， 低电平代表数字“0”。

GPIO 端口的输入和输出方向是站在 MCU 的角度来判断，数据从芯片内部往芯片外部传输的过程，称为输出，数据从芯片外部往芯片内部的传输过程，称为输入。

2.STM32F10x芯片GPIO端口简介

以STM32f103ZE为例，该芯片一共有7组GPIO端口（GPIOx，x=A~G），每组有16个输入/输出口（Px0 ~ Px15）。

例如：GPIO A组编号15的端口，则使用PA15或PA.15或GPIOA.15来表示。

每个GPIO端口（16位）都有下列32位寄存器：
2个端口配置寄存器（ GPIOx _CRL、GPIOx _CRH ）；
2个端口数据寄存器（ GPIOx _IDR、GPIOx _ODR ）；
1个端口位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）：设置/清除ODR；
1个端口位清除寄存器（GPIOx_BRR）：清除ODR ；
1个端口配置锁定寄存器（GPIOx_LCKR）。

3.GPIO端口功能模式

每个GPIO端口都具有8种 功能模式，分别是上拉输入，下拉输入，浮空输入，模拟输入，推挽输出，开漏输出，复用推挽输出，复用开漏输出。
我们可以根据不同情况选择不同的功能模式。

总结

GPIO是通用输入输出端口，它占据了单片机绝大部分引脚，是单片机与外设进行数据交换的通道；每一个端口既可以设置为输入口，也可以设置为输出口，因此GPIO也称作是可编程端口。对GPIO端口的所有操作，实际上就是靠其配置的寄存器来完成。