stm32的GPIO寄存器操作以及GPIO外部中断，串口中断
一、学习参考资料
（1）正点原子的寄存器源码。
（2）STM32F103最小系统板开发指南-寄存器版本_V1.1（正点）
（3）STM32F103最小系统板开发指南-库函数版本_V1.1（正点）
（4）Cortex-M3权威指南(中文)
（5）STM32中文参考手册_V10
（6）stm32cubemx可视化时钟树配置
（7）其他博主文章
本文主要以stm32f1系列单片机为研究对象，从寄存器层面对时钟树的配置、中断优先级的配置进行阐述。
本文主要介绍GPIO口的寄存器配置，以及GPIO的外部中断的配置。
二、普通GPIO模式的配置
2.1、GPIO的基本知识点
由图可以所有普通GPIO口的外设都挂载在APB2总线上，GPIO的普通模式配置是比较简单的。
（1）使能APB2上对应GPIO的外设时钟。
（2）对应GPIO的寄存器设置其模式，并且设置高低电平。
输入模式：
- 浮空输入(GPIO_Mode_IN_FLOATING）
浮空即逻辑器件既不接高电平也不接低电平，电压处于确定的情况，多用于外部按键ADC输入，减少上下拉电阻对结果的影响。
2.上拉输入(GPIO_Mode_IPU)
上拉就是把点位拉高，比如拉到Vcc。上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平。电阻同时起到限流的作用。弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。
3.下拉输入(GPIO_Mode_IPD)
就是把电压拉低，拉到GND。与上拉原理相似。
4.模拟输入(GPIO_Mode_AIN)
模拟输入是指传统方式的输入，数字输入是输入PCM数字信号，即0、1的二进制数字信号，通过数模转换，转换成模拟信号，经前级放大进入功率放大器，功率放大器还是模拟的。
输出模式：
- 开漏输出(GPIO_Mode_Out_OD)
输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行，适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强（一般20mA以内）。开漏形式的电路有以下几个特点：
利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ，MOSFET到GND，IC内部仅需很小的栅极驱动电流。
一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。(上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度 ，阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。)
OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大;反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。
可以将多个开漏输出的Pin连接到一条线上，通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为逻辑0，相当于接地，与之并联的回路“相当于被一根导线短路”，所以外电路逻辑电平便为0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑1。
2.开漏复用功能(GPIO_Mode_AF_OD)
可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）。端口必须配置成复用功能输出模式（推挽或开漏）。
3.推挽输出(GPIO_Mode_Out_PP)
可以输出高、低电平，连接数字器件；推挽结构一般是指两个三级管分别受到互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源低定。
推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形方法任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小，效率高。输出即可以向负载灌电流。推拉式输出级即提高电路的负载能力，又提高开关速度。
4.推挽复用功能(GPIO_Mode_AF_PP)
可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（并非作为通用IO口使用）。
GPIO与外设连接时的配置模式：STM32中文手册110页（外设的GPIO配置），配置不同的功能的时候可以参考。
2.2、普通GPIO模式的配置
使能APB2上对应的GPIO的时钟。
设置对应的GPIO模式。
下面是GPIO的普通模式的配置代码（正点）：
//初始化PB5和PE5为输出口.并使能这两个口的时钟
//LED IO初始化
void LED_Init(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<3; //使能PORTB时钟
RCC->APB2ENR|=1<<6; //使能PORTE时钟
GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF;
GPIOB->CRL|=0X00300000;//PB.5 推挽输出
GPIOB->ODR|=1<<5; //PB.5 输出高
GPIOE->CRL&=0XFF0FFFFF;
GPIOE->CRL|=0X00300000;//PE.5推挽输出
GPIOE->ODR|=1<<5; //PE.5输出高
}
三、GPIO的外部中断模式
3.1、GPIO外部中断的基础知识
STM32 的每个 IO 都可以作为外部中断 的中断输入口，这点也是 STM32 的强大之处。STM32F103 的中断控制器支持 19 个外部中断/ 事件请求。每个中断设有状态位，每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。
STM32F103 的 19 个外部中断为：
3.2、GPIO外部中断的寄存器配置
（4）外部中断的触发方式的选择（上升沿或者下降沿）。
3.3、GPIO的中断配置代码
下面是正点的GPIO中断配置代码：
其中外部中断的映射寄存器是四个bit位对应设置，这里函数入口只会给对那个引脚进行设置，这时候设置对应位时，就需要进行处理一下。
如上图所示，通过需要配置的引脚数PIN_NUM计算出来需要对那组寄存器进行配置（例如需要配置pin_5这个寄存器，5/4=1,所以需要配饰EXI5[3:0]）,并且需要计算出来配置的寄存器的起始偏移地址位置（例如需要配置pin_5这个寄存器，（5%4）*4=4，所以配置寄存器位就是AFIO_EXTICR2的第五位，即数组下表为4）。
//外部中断配置函数
//只针对GPIOA~G;不包括PVD,RTC和USB唤醒这三个
//参数:
//GPIOx:0~6,代表GPIOA~G
//BITx:需要使能的位;
//TRIM:触发模式,1,下升沿;2,上降沿;3，任意电平触发
//该函数一次只能配置1个IO口,多个IO口,需多次调用
//该函数会自动开启对应中断,以及屏蔽线
void Ex_NVIC_Config(u8 GPIOx,u8 BITx,u8 TRIM)
{
u8 EXTADDR;
u8 EXTOFFSET;
EXTADDR=BITx/4; //得到中断寄存器组的编号
EXTOFFSET=(BITx%4)*4; //获得中断寄存器组的首偏移地址
RCC->APB2ENR|=0x01; //使能io复用时钟
AFIO->EXTICR[EXTADDR]&=~(0x000F<EXTICR[EXTADDR]|=GPIOx<IMR|=1<EMR|=1<FTSR|=1<RTSR|=1< 下面是AFIO结构体寄存器的封装代码：
typedef struct
{
__IO uint32_t IMR;
__IO uint32_t EMR;
__IO uint32_t RTSR;
__IO uint32_t FTSR;
__IO uint32_t SWIER;
__IO uint32_t PR;
} EXTI_TypeDef;#define EXTI ((EXTI_TypeDef *) EXTI_BASE)四、串口配置
4.1串口的基础知识
串口的主要配置参数有：波特率、数据位、奇偶校验位、停止位、数据流控制。
数据流控制（介绍）：
通过串口传输数据时，由于计算机之间处理速度或其他因素的影响，会造成丢失数据的现象。例如，台式机与单片机之间的通信，接收端数据缓冲区已满的情况下，继续收到数据，新发送来的数据就会由于无法处理造成丢失。数据流控制用于解决这个问题。通过控制发送数据的速度，确保数据不会出现丢失。
数据流控制可以分为软件流控制（Xon/Xoff）和硬件流控制，如图6.17所示，也可以选择不使用数据流控制。软件流控制使用特殊的字符作为启动或停止的标志。而硬件流控制通过使用硬件信号（CTR/RTS）来实现。使用硬件流控制时，在接收端准备好接收数据后，设定CTS为1，否则CTS为0。同样，如果发送端准备好要发送数据，则设定RTS为1；如果还未准备好，设置CTS为0。
下面是usart配置的一些知识：
下面是串口的波特率的设置：
根据上面的公式，知道波特率和PCLK1时钟就可以计算出来串口设置对应波特率时候，寄存器位USARTDIV的值应设置为多少。不同的串口挂载的的总线位置是不一样的，所以计算的时候fclk的值是不一样的。串口有挂载在PCLK1或者PCLK2上的。
下面是DMA的收和发的配置的形式：
下面是硬件控制流的知识点。
