STM32HAL库学习笔记二——GPIO的寄存器编程

GPIO引脚与寄存器编程

---

GPIO引脚

GPIO全称通用输入输出引脚，它是单片机与外部交互的渠道。

一、推挽输出与开漏输出

从结构上看，推挽输出由一个NMOS和一个PMOS组成，输入高低电平不同导通的MOS管不同；开漏输出只有一个NMOS控制低电平输出，高电平的输出依赖于上拉电阻。因此开漏输出具有“线与”的特性，即多个推挽输出引脚相连，只有都输出高电平，最终输出才是高电平，只要有一个输出的是低电平，最终输出就是低电平。
应用上，推挽输出模式一般应用在输出电平为 0 和 3.3 伏而且需要高速切换开关状态的场合。在 STM32的应用中，除了必须用开漏模式的场合，我们都习惯使用推挽输出模式。
开漏输出有两个功能，一是电平转换，由于其输出高电平时电压由上拉电阻和外接电压决定，与输入电平电压无关，所以可以实现电平转换；二是线与功能。一般应用在 I2C、SMBUS 通讯等需要“线与”功能的总线电路中。除此之外，还用在电
平不匹配的场合。

二、GPIO模式

寄存器编程（点灯）

一、环境设置

1.设置微库MicroLib
2.添加CMSIS core 库包和device startup 库包

二、点灯流程

1.开时钟，因为单片机的外设都由总线控制，没有时钟外设没法工作。在参考手册里找到外设挂载在哪条总线上，找到对应总线时钟地址（基地址+偏移地址）。
2.配置GPIO模式，这里通过查阅参考手册GPIO章节的端口配置表配置为推挽输出模式，设置相关寄存器。

3.端口配置高低寄存器对应不同端口，数据位寄存器存储待输出数据，查阅参考手册找到端口基地址和偏移地址。

三、代码

代码如下（示例）：

#define GPIOB_CLK (*(volatile unsigned int *)(0x40021000 + 0x18))
#define GPIOB_CRL (*(volatile unsigned int *)(0X40010C00 + 0x00))
#define GPIOB_ODR (*(volatile unsigned int *)(0X40010C00 + 0x0C))


int main(void)
{
	GPIOB_CLK |= (1<<3);  //开时钟
	GPIOB_CRL &= ~(0xf<<(4*0));   //寄存器低八位清零
	GPIOB_CRL |= (2<<0);  //设置输出模式和输出速率

	GPIOB_ODR &= ~(0x1<<(1*0));   //寄存器低八位清零
	//GPIOB_ODR |= (1<<0);   //数据位输出1
}

四、程序启动流程

启动文件由汇编编写，是系统上电复位后第一个执行的程序。主要做了以下工作：

1. 初始化堆栈指针 SP（__initial_sp）
2. 初始化 PC 指针（Reset_Handler）
3. 初始化中断向量表（__Vectors）
4. 配置系统时钟（SystemInit）
5. 调用 C 库函数 _main 初始化用户堆栈，从而最终调用 main 函数去到 C 的世界