在使用STM32的时候配置GPIO是最常见的操作,可以使用比较简单明白的库函数配置,但很繁杂。使用寄存器的方式可以快速配置,对于同一个IO口的输入输出都需要使用到的时候,比如IIC通讯的SDA接口就是要输出和检测输入。
我们在很多工程都能看到比如下面的一些代码:
//IO方向设置
#define SDA_IN() {GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=8;}
#define SDA_OUT() {GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=3;}
代码:GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=8;
是什么意思呢?意思很简单就是配置IO的工作模式嘛!至于是怎么来写,我以前一直没弄懂,现在弄懂了记录下来。
STM32的一组GPIO有16个IO口,比如GPIOA这一组,有GPIOA0~GPIOA15一共16个IO口。每一个IO口需要寄存器的4位用来配置工作模式。
那么一组GPIO就需要16x4=64位的寄存器来存放这一组GPIO的工作模式的配置,但STM32的寄存器都是32位的,所以只能使用2个32位的寄存器来存放了。CRL用来存放低八位的IO口(GPIOx0—GPIOx7)的配置,CRH用来存放高八位的IO口(GPIOx8—GPIOx15)的配置。
这两个寄存器的全称是:端口配置低寄存器(GPIOx_CRL) (x=A…E) 和 端口配置高寄存器(GPIOx_CRH) (x=A…E)
也就是每一组GPIO都有两个32位的寄存器是用来配置IO口的工作模式的。
我们都清楚STM32的GPIO有八种工作模式,4个二进制数可以组合出16种情况,而我们只需要8种就行了。至于4位数怎么组合是什么工作模式,我们看STM32的手册。
我们直接看手册的说明:
可以看出,4位中又分为了CNFy和MODEy(y表示这组GPIO的第几个IO口),现在我们分析这两个的作用。
MODEy:
00:输入模式(复位后的状态)
01:输出模式,最大速度10MHz
10:输出模式,最大速度2MHz
11:输出模式,最大速度50MHz
可以看出MODEy是用来配置是输出还是输入模式的。一般是使用00和11这两种情况。00是输入模式,11是输出模式。
CNFy:
在输入模式(MODE[1:0]=00):
00:模拟输入模式
01:浮空输入模式(复位后的状态)
10:上拉/下拉输入模式
11:保留
在输出模式(MODE[1:0]>00):
00:通用推挽输出模式
01:通用开漏输出模式
10:复用功能推挽输出模式
11:复用功能开漏输出模式
这些就是CNFy的配置,配置具体的工作模式。配合MODEy就可以配置出所有的工作模式了。
比如我需要配置上拉输入模式,那么4位寄存器的配置就是CNFy【10】MODEy【00】:1000换成十进制数就是8。
GPIOA->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOA->CRL|=8;
所以这段代码的意思就是将GPIOA0配置成上拉(下拉)输入模式。
如果 需要将GPIOB9配置成上拉(下拉)输入模式。
它的代码是:
GPIOB->CRH&=0XFFFFFF0F;GPIOB->CRH|=8<<4;
这里增加了一点代码:<<4
如果想弄清楚,我们需要从前面开始:
(1):GPIOB->CRH
的意思是GPIOB配置寄存器的高八位CRH,这个寄存器有32位,划分成了八部分,每部分有4位。
第一部分是配置GPIOB8的,第二部分是配置GPIOB9,以此类推。那么就是说CRH的0-3位是用来配置GPIOB8的,CRH的4-7位是用来配置GPIOB9的,以此类推。
(2):GPIOB->CRH&=0XFFFFFF0F;
我们知道&是按位与操作,那么这个语句的意思就很清楚了,用0XFFFFFF0F(化成二进制是32位)和CRH进行与操作,这一句代码的结果是CRH的4-7位变成0,其他位的数据不变,这个是&语句的特性。
(3):GPIOB->CRH|=8<<4;
这个语句的意思和上面的是差不多的,只是现在是进行按位或操作,如果我们将8换成0x00000008就很明白了:GPIOB->CRH|=0x00000008<<4
那么我们将0x00000008左移4位也就是:0x00000008<<4变成0x00000080,我们就可以将8(1000也就是上拉(下拉)输入模式的配置)移动4-7位了。这样就对应了CRH的4-7位,按照**|**按位或运行的特性可以很清楚知道,我们将CRH的4-7位变成了8(1000)。也就是将GPIOB9配置成了上拉(下拉)输入模式。
到此就是关于GPIO的配置寄存器的使用的全部内容了。学会就可以十分方便配置每一个IO口了。