1 STM32固件库函数之通用输入/输出（GPIO）函数的介绍及使用

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前言

GPIO 驱动可以用作多个用途，包括管脚设置，单位设置/重置，锁定机制，从端口管脚读入或者向端口管脚写入数据。

函数描述格式：

函数名	外设函数的名称
函数原形	原形声明
功能描述	简要解释函数是如何执行的
输入参数{x}	输入参数描述
输出参数{x}	输出参数描述
返回值	函数的返回值
先决条件	调用函数前应满足的要求
被调用函数	其他被该函数调用的库函数

缩写定义

缩写	外设/单元
ADC	模数转换器
BKP	备份寄存器
CAN	控制器局域网模块
DMA	直接内存存取控制器
EXTI	外部中断事件控制器
FLASH	闪存存储器
GPIO	通用输入输出
I2C	内部集成电路
IWDG	独立看门狗
NVIC	嵌套中断向量列表控制器
PWR	电源/功耗控制
RCC	复位与时钟控制器
RTC	实时时钟
SPI	串行外设接口
SysTick	系统嘀嗒定时器
TIM	通用定时器
TIM1	高级控制定时器
USART	通用同步异步接收发射端
WWDG	窗口看门狗

一、GPIO固件库函数预览

序号	函数名	描述
1	GPIO_DeInit	将外设 GPIOx 寄存器重设为默认值
2	GPIO_Init	根据 GPIO_InitStruct 中指定的参数初始化外设 GPIOx 寄存器
3	GPIO_StructInit	把 GPIO_InitStruct 中的每一个参数按默认值填入
4	GPIO_PinLockConfig	锁定 GPIO 管脚设置寄存器
5	GPIO_ReadInputDataBit	读取指定端口管脚的输入
6	GPIO_ReadInputData	读取指定的 GPIO 端口输入
7	GPIO_ReadOutputDataBit	读取指定端口管脚的输出
8	GPIO_ReadOutputData	读取指定的 GPIO 端口输出
9	GPIO_SetBits	设置指定的数据端口位
10	GPIO_ResetBits	清除指定的数据端口位
11	GPIO_WriteBit	设置或者清除指定的数据端口位
12	GPIO_Write	向指定 GPIO 数据端口写入数据
13	GPIO_ToggleBits	将GPIO 的引脚 IO 状态翻转
14	GPIO_AFIODeInit	将复用功能（重映射事件控制和 EXTI 设置）重设为默认值
15	GPIO_EventOutputConfig	选择 GPIO 管脚用作事件输出
16	GPIO_EventOutputCmd	使能或者失能事件输出
17	GPIO_PinRemapConfig	改变指定管脚的映射
18	GPIO_EXTILineConfig	选择 GPIO 管脚用作外部中断线路

导出功能：
序号1 函数是将外设 GPIOx 寄存器重设为默认值；
序号2~4函数是GPIO初始化和配置函数；
序号5~13函数是GPIO读写功能；
序号14~18函数是GPIO其他功能；

二、GPIO固件库函数具体介绍

2.1 库函数 GPIO_DeInit

函数名	GPIO_DeInit
函数原形	void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx)
功能描述	将外设 GPIOx 寄存器重设为默认值
输入参数	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E等等，来选择 GPIO 外设
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	RCC_APB2PeriphResetCmd()

代码如下（示例）：

/* 将GPIOA外围寄存器重置为默认重置值 */
GPIO_DeInit(GPIOA);

2.2 库函数 GPIO_Init

函数名	GPIO_Init
函数原形	void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
功能描述	根据 GPIO_InitStruct 中指定的参数初始化外设 GPIOx 寄存器
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E等等，来选择 GPIO 外设
输出参数 2	GPIO_InitStruct：指向结构 GPIO_InitTypeDef 的指针，包含了外设 GPIO 的配置信息
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

2.2.1 GPIO_InitTypeDef structure

GPIO_InitTypeDef 定义于文件“stm32fxxx_gpio.h”：
typedef struct
{
u16 GPIO_Pin;
GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
} GPIO_InitTypeDef;

2.2.2 GPIO_Pin

该参数选择待设置的 GPIO 管脚，使用操作符“|”可以一次选中多个管脚。可以使用下表中的任意组合。

GPIO_Pin	值
GPIO_Pin	描述
GPIO_Pin_None	无管脚被选中
GPIO_Pin_0	选中管脚 0
GPIO_Pin_1	选中管脚 1
GPIO_Pin_2	选中管脚 2
GPIO_Pin_3	选中管脚 3
GPIO_Pin_4	选中管脚 4
GPIO_Pin_5	选中管脚 5
GPIO_Pin_6	选中管脚 6
GPIO_Pin_7	选中管脚 7
GPIO_Pin_8	选中管脚 8
GPIO_Pin_9	选中管脚 9
GPIO_Pin_10	选中管脚 10
GPIO_Pin_11	选中管脚 11
GPIO_Pin_12	选中管脚 12
GPIO_Pin_13	选中管脚 13
GPIO_Pin_14	选中管脚 14
GPIO_Pin_15	选中管脚 15
GPIO_Pin_All	选中全部管脚

2.2.3 GPIO_Speed

GPIO_Speed 用以设置选中管脚的速率。
GPIO_Speed 值

GPIO_Speed	描述
GPIO_Speed_10MHz	最高输出速率 10MHz
GPIO_Speed_2MHz	最高输出速率 2MHz
GPIO_Speed_50MHz	最高输出速率 50MHz
GPIO_Speed_100MHz	最高输出速率 100MHz

2.2.4 GPIO_Mode

GPIO_Mode 用以设置选中管脚的工作状态。

GPIO_Mode 值

GPIO_Speed	描述
GPIO_Mode_AIN	模拟输入
GPIO_Mode_IN_FLOATING	浮空输入
GPIO_Mode_IPD	下拉输入
GPIO_Mode_IPU	上拉输入
GPIO_Mode_Out_OD	开漏输出
GPIO_Mode_Out_PP	推挽输出
GPIO_Mode_AF_OD	复用开漏输出
GPIO_Mode_AF_PP	复用推挽输出

注意：
当某管脚设置为上拉或者下拉输入模式，使用寄存器 Px_BSRR 和 PxBRR
GPIO_Mode 允许同时设置 GPIO 方向（输入/输出）和对应的输入/输出设置，：位[7:4]对应 GPIO 方向，位[4:0]对应配置。
GPIO 方向有如下索引
-GPIO 输入模式 = 0x00
-GPIO 输出模式 = 0x01

2.2.5 GPIO_Mode 的索引和编码

GPIO方向	索引	模式	设置	模式代码
GPIO Input	0x00	GPIO_Mode_AIN	0x00	0x00
		GPIO_Mode_IN_FLOATING	0x04	0x04
		GPIO_Mode_IPD	0x08	0x28
		GPIO_Mode_IPU	0x08	0x48
GPIO Output	0x01	GPIO_Mode_Out_OD	0x04	0x14
		GPIO_Mode_Out_PP	0x00	0x10
		GPIO_Mode_AF_OD	0x0C	0x1C
		GPIO_Mode_AF_PP	0x08	0x18

代码如下（示例）：

/* 配置所有GPIOA为输入 浮空输入模式 */
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All; 
 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

2.3 函数GPIO_StructInit

函数名	GPIO_StructInit
函数原形	void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
功能描述	把 GPIO_InitStruct 中的每一个参数按默认值填入
输入参数	GPIO_InitStruct：指向结构 GPIO_InitTypeDef 的指针，待初始化
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

2.3.1GPIO_InitStruct 默认值

成员	默认值
GPIO_Pin	GPIO_Pin_All
GPIO_Speed	GPIO_Speed_2MHz
GPIO_Mode	GPIO_Mode_IN_FLOATING

代码如下（示例）：

/* 初始化GPIO Init Structure参数 */ 
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);

2.4 函数 GPIO_PinLockConfig

函数名	GPIO_PinLockConfig
函数原形	void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能描述	锁定 GPIO 管脚设置寄存器
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待锁定的端口位
该参数可以取	GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合参阅 Section：GPIO_Pin 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/* 锁定GPIOA Pin0和Pin1*/
 GPIO_PinLockConfig(GPIOA, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1);

2.5 函数 GPIO_ReadInputDataBit

函数名	GPIO_ReadInputDataBit
函数原形	u8 GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能描述	读取指定端口管脚的输入
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待读取的端口位
参阅 Section：	GPIO_Pin 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数	无
返回值	输入端口管脚值
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/*读取GPIOB的第七个引脚，并将其存储在ReadValue变量中 */
u8 ReadValue;
ReadValue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7);

2.6 函数 GPIO_ReadInputData

函数名	GPIO_ReadInputData
函数原形	u16 GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
功能描述	读取指定的 GPIO 端口输入
输入参数	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输出参数	无
返回值	GPIO 输入数据端口值
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

例：
/*读取GPIOE输入数据端口并将其存储在ReadValue变量中*/
u16 ReadValue;
ReadValue = GPIO_ReadInputData(GPIOE);

2.7 函数 GPIO_ReadOutputDataBit

函数名	GPIO_ReadOutputDataBit
函数原形	u8 GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能描述	读取指定端口管脚的输出
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待读取的端口位
参阅 Section：	GPIO_Pin 查阅更多该参数允许取值范围
输出参数	无
返回值	输出端口管脚值
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

例：
/* 读取GPIOC的第七个引脚，并将其存储在ReadValue变量中 */
u8 ReadValue;
ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_7);

2.8 函数 GPIO_ReadOutputData

函数名	GPIO_ReadOutputData
函数原形	u16 GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
功能描述	读取指定的 GPIO 端口输出
输入参数	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输出参数	无
返回值	GPIO 输出数据端口值
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/* 读取GPIOE输入数据端口并将其存储在ReadValue变量中 */
u16 ReadValue;
ReadValue = GPIO_ReadOutputData(GPIOE);

2.9 函数GPIO_SetBits

函数名	GPIO_SetBits
函数原形	void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能描述	设置指定的数据端口位
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待设置的端口位
该参数可以取	GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/* 设置GPIOA接口引脚10和引脚15 */ 
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

2.10 函数 GPIO_ResetBits

函数名	GPIO_ResetBits
函数原形	void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能描述	清除指定的数据端口位
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待清除的端口位
该参数可以取	GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/* 清除GPIOB接口引脚1和引脚13 */ 
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_13);

2.11 函数 GPIO_WriteBit

函数名	GPIO_WriteBit
函数原形	void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin, BitAction BitVal)
功能描述	设置或者清除指定的数据端口位
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待设置或者清除指的端口位；该参数可以取 GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合
输入参数 3	BitVal: 该参数指定了待写入的值。该参数必须取枚举 BitAction 的其中一个值。Bit_RESET:清除数据端口位；Bit_SET: 设置数据端口位
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/* 设置GPIOB接口 的15号引脚*/
 GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_15, Bit_SET);

2.12 函数GPIO_Write

函数名	GPIO_Write
函数原形	void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 PortVal)
功能描述	向指定 GPIO 数据端口写入数据
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	PortVal: 待写入端口数据寄存器的值
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/*写入数据到GPIOA数据端口 */
 GPIO_Write(GPIOA, 0x1101);

2.13 函数GPIO_ToggleBits

函数名	GPIO_ToggleBits
函数原形	void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
功能描述	将GPIO 的引脚 IO 状态翻转
输入参数 1	GPIOx：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
输入参数 2	GPIO_Pin：待设置或者清除指的端口位；该参数可以取 GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/*将GPIOA接口的15引脚IO状态翻转 */
GPIO_ToggleBits(GPIOA,GPIO_Pin_15 );

2.14 函数 GPIO_AFIODeInit

函数名	GPIO_AFIODeInit
函数原形	void GPIO_AFIODeInit(void)
功能描述	将复用功能（重映射事件控制和 EXTI 设置）重设为默认值
输入参数	无
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	RCC_APB2PeriphResetCmd()

代码如下（示例）：

/* 将备用函数寄存器重置为它们的默认重置值 */
GPIO_AFIODeInit();

2.15 函数 GPIO_EventOutputConfig

函数名	GPIO_EventOutputConfig
函数原形	void GPIO_EventOutputConfig(u8 GPIO_PortSource, u8 GPIO_PinSource)
功能描述	选择 GPIO 管脚用作事件输出
输入参数 1	GPIO_PortSource: 选择用作事件输出的 GPIO 端口
输入参数 2	GPIO_PinSource：事件输出的管脚该参数可以取 GPIO_PinSourcex(x 可以是 0-15)
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

2.15.1 GPIO_PortSource

GPIO_PortSource 用以选择用作事件输出的 GPIO 端口

GPIO_PortSource 值

GPIO_PortSource	描述
GPIO_PortSourceGPIOA	选择 GPIOA
GPIO_PortSourceGPIOB	选择 GPIOB
GPIO_PortSourceGPIOC	选择 GPIOC
GPIO_PortSourceGPIOD	选择 GPIOD
GPIO_PortSourceGPIOE	选择 GPIOE

代码如下（示例）：

/* 选择事件输出的GPIOE引脚5 */ 
GPIO_EventOutputConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource5);

2.16 函数GPIO_EventOutputCmd

函数名	GPIO_EventOutputCmd
函数原形	void GPIO_EventOutputCmd(FunctionalState NewState)
功能描述	使能或者失能事件输出
输入参数 1	NewState: 事件输出的新状态这个参数可以取：ENABLE 或者 DISABLE
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/*使能事件输出到GPIOC引脚6 */
 GPIO_EventOutputConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource6); 
 GPIO_EventOutputCmd(ENABLE);

2.17 函数GPIO_PinRemapConfig

函数名	GPIO_ PinRemapConfig
函数原形	void GPIO_PinRemapConfig(u32 GPIO_Remap, FunctionalState NewState)
功能描述	改变指定管脚的映射
输入参数 1	GPIO_Remap: 选择重映射的管脚
输入参数 2	NewState: 管脚重映射的新状态这个参数可以取：ENABLE 或者 DISABLE
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

2.17.1 GPIO_Remap

GPIO_Remap 用以选择用作事件输出的 GPIO 端口

GPIO_Remap	值
GPIO_Remap	描述
GPIO_Remap_SPI1	SPI1 复用功能映射
GPIO_Remap_I2C1	I2C1 复用功能映射
GPIO_Remap_USART1	USART1 复用功能映射
GPIO_PartialRemap_USART3	USART2 复用功能映射
GPIO_FullRemap_USART3	USART3 复用功能完全映射
GPIO_PartialRemap_TIM1	TIM1复用功能部分映射
GPIO_FullRemap_TIM1	TIM1 复用功能完全映射
GPIO_PartialRemap1_TIM2	TIM2 复用功能部分映射 1
GPIO_PartialRemap2_TIM2	TIM2 复用功能部分映射 2
GPIO_FullRemap_TIM2 T	IM2 复用功能完全映射
GPIO_PartialRemap_TIM3	TIM3 复用功能部分映射
GPIO_FullRemap_TIM3	TIM3 复用功能完全映射
GPIO_Remap_TIM4	TIM4 复用功能映射
GPIO_Remap1_CAN	CAN 复用功能映射 1
GPIO_Remap2_CAN	CAN 复用功能映射 2
GPIO_Remap_PD01	PD01 复用功能映射
GPIO_Remap_SWJ_NoJTRST	除 JTRST 外 SWJ 完全使能（JTAG+SW-DP）
GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable	JTAG-DP 失能 + SW-DP 使能
GPIO_Remap_SWJ_Disable	SWJ 完全失能（JTAG+SW-DP）

代码如下（示例）：

/*PB.08上的I2C1 SCL, PB.09上的I2C1 SDA  */
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_I2C1, ENABLE);

2.18 函数GPIO_EXTILineConfig

函数名	GPIO_EXTILineConfig
函数原形	void GPIO_EXTILineConfig(u8 GPIO_PortSource, u8 GPIO_PinSource)
功能描述	选择 GPIO 管脚用作外部中断线路
输入参数 1	GPIO_PortSource: 选择用作外部中断线源的 GPIO 端口
输入参数 2	GPIO_PinSource：待设置的外部中断线路；该参数可以取 GPIO_PinSourcex(x 可以是 0-15)
输出参数	无
返回值	无
先决条件	无
被调用函数	无

代码如下（示例）：

/* 选择PB.08作为EXTI行8 */ 
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSource_GPIOB, GPIO_PinSource8);

该文档修改记录：

修改时间	修改说明
2023年3月5日	第一次发布，介绍了STM32通用输入/输出（GPIO）的18种函数及使用

总结

以上就是STM32固件库函数之通用输入/输出（GPIO）函数介绍及说明的内容，本文介绍了通用输入/输出（GPIO）函数的简单使用。
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