stm32学习笔记---GPIO口操作

一、GPIO的基本概念及寄存器介绍

1、GPIO接口简介

通用输入输出接口GPIO是嵌入式系统、单片机开发过程中最常用的接口，用户可以通过编程灵活的对接口进行控制，实现对电路板上LED、数码管、按键等常用设备控制驱动，也可以作为串口的数据收发管脚，或AD的接口等复用功能使用。因此其作用和功能是非常重要的。
STM32芯片的 GPIO 被分成很多组，每组最多有 16个引脚，如型号为 STM32F407IGT6 型号的芯片有 GPIOA、GPIOB、GPIOC 至 GPIOI共 9组 GPIO，芯片一共 176 个引脚，其中 GPIO就占了一大部分，所有的 GPIO引脚都有基本的输入输出功能。

2、GPIO功能复用

3、GPIO寄存器介绍

STM32F4-GPIO常用寄存器

• 4个32位配置寄存器
  GPIOx_MODER, GPIOx_OTYPER, GPIOx_OSPEEDR GPIOx_PUPDR
• 2个32位数据寄存器
  GPIOx_IDR 、GPIOx_ODR
• 1 个32 位置位 / 复位寄存器
  GPIOx_BSRR
• 2 个 32 位复用功能配置寄存器
  GPIOx_AFRH 、GPIOx_AFRL

注：每一组GPIO端口都有一套上述的寄存器去配置它自己的功能

3.1、GPIO寄存器MODER

• GPIO 端口模式寄存器 (GPIOx_MODER) (x = A…I)
• 偏移地址： 0x00
  复位值：
  ● 0xA800 0000（端口 A）
  ● 0x0000 0280（端口 B）
  ● 0x0000 0000（其它端口
  

3.2、GPIO寄存器OTYPER

• GPIO 端口输出类型寄存器 (GPIOx_OTYPER) (x = A…I)
• 偏移地址： 0x04
  复位值： 0x0000 0000

3.3、GPIO工作原理框图

3.4、GPIO寄存器OSPEEDR

• GPIO 端口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR) (x = A…I/)
• 偏移地址：0x08
  复位值：
  ● 0x0000 00C0（端口 B）
  ● 0x0000 0000（其它端口）

3.5、GPIO寄存器PUPDR

• GPIO 端口上拉/ 下拉寄存器 (GPIOx_PUPDR) (x = A…I/)
• 偏移地址：0x0C
• 复位值：
  ● 0x6400 0000（端口 A）
  ● 0x0000 0100（端口 B）
  ● 0x0000 0000（其它端口）

3.6、GPIO寄存器IDR

• GPIO 端口输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) (x = A…I)
• 偏移地址：0x10
• 复位值：0x0000 XXXX（其中 X 表示未定义）

3.7、GPIO寄存器ODR

• GPIO 端口输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) (x = A…I)
• 偏移地址：0x14
• 复位值：0x0000 0000

3.8、GPIO寄存器BSRR

• GPIO 端口置位/ 复位寄存器 (GPIOx_BSRR) (x = A…I)
• 偏移地址：0x18
• 复位值：0x0000 0000

3.9、GPIO寄存器AFRL

• GPIO 复用功能低位寄存器 (GPIOx_AFRL) (x = A…I)
• 偏移地址：0x20
• 复位值：0x0000 0000

3.10、GPIO寄存器AFRH

• GPIO 复用功能高位寄存器 (GPIOx_AFRH) (x = A…I)
• 偏移地址：0x24
• 复位值：0x0000 0000

二、照亮电子世界的那盏灯——LED寄存器版

1、硬件原理图分析

2、使能GPIO的时钟

STM32 外设很多，为了降低功耗，每个外设都对应着一个时钟，在芯片刚上电的时候这些时钟都是被关闭的，如果想要外设工作，必须把相应的时钟打开。
所有的 GPIO 都挂载到 AHB1 总线上，所以它们的时钟由 AHB1外设时钟使能寄存器(RCC_AHB1ENR)来控制

使能GPIOF的时钟

• RCC AHB1 外设时钟使能寄存器 (RCC_AHB1ENR)
• 偏移地址：0x30
• 复位值：0x0010 0000
• 访问：无等待周期，按字、半字和字节访问。

3、编程步骤分析

开启GPIOF的时钟

   RCC_AHB1ENR |= (1<<5);

配置PF7, PF8, PF9, PF10接口

  GPIOF->MODER |= (1<<14)|(1<<16)|(1<<18) )|(1<<20);   //设置PF7, PF8, PF9, PF10为通用输出模式
  GPIOF->OTYPER = 0x0;                                      		  //设置PF7, PF8, PF9, PF10为通用推挽输出
  GPIOF->OSPEEDR = 0x0;                                  		 //设置输出速度为低速

控制LED;

   GPIOF->BSRR = (1<<23)|(1<<24)|(1<<25)|(1<<26);   //复位PF7, PF8, PF9, PF10 既点亮LED
   GPIOF->BSRR = (1<<7)|(1<<8)|(1<<9)|(1<<10);         //置位PF7, PF8, PF9, PF10既熄灭LED

4、实例操作

4.1 、新建工程

1、打开STM32CubeMx，新建工程

2、选择芯片，双击确认

3、管脚配置，搜索相应管脚

4、左键对应管脚，选择GPIO_Output

5、导出工程

4.2、打开工程

1、点击open project，会自动调用打开keil

2、编译一下工程


3、配置查看

4、MX_GPIO_Init()对GPIO模式进行封装，鼠标右键，跳转查看

默认设置

如果需要配置可以在CubeMx里进行

4.3、功能代码

编译程序，烧写代码，主控板需要开机

三、照亮电子世界的那盏灯——LED库函数版

1、库函数

2、库函数控制代码

3、功能代码

四、按键

1、硬件原理图分析

2、CnbeMx配置

3、查看配置

4、功能代码