GPIO

<1>说明

· 引脚电平：0~3.3V，部分可达到5V(参考引脚定义，带FT的就可以)

同时 GPIO有两个模式

输出模式：进行端口高低电平的输出，用于驱动LED，蜂鸣器等

输入模式：读取端口高低电平的电压/电平，用于按键输入，ADC电压采集等

<2>基本结构

 APB2外设时钟总线，所有的GPIO都是挂载再APB2上的，其中GPIO的名称是按照GPIO A/B/C来命名的，每个外设都有15个引脚，编号为0~15

<3>GPIO模式

GPIO库函数编码

(1)使用RCC开启GPIO的时钟

(2)使用GPIO_Init()初始化GPIO

(3)使用输出/输入函数控制GPIO口

一个涉及到RCC和GPIO两个外设

1.常用的RCC外设时钟控制函数 AHB/APB2/APB1(最主要就这三个，其他几乎不用)

void RCC_AHBPeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHBPeriph, FunctionalState NewState);
void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);

2.GPIO库函数

// 参数写入GPIOX，所指定的GPIO外设就会被复位
void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx);

//可以复位AFIO外设
void GPIO_AFIODeInit(void);

//GPIO初始化函数，我们需要先定义一个结构体变量，然后赋值，最后调用这个函数
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

//可以把结构体变量变成一个默认值
void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

/***********下面四个为GPIO的读取函数********/
uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

/*************读写GPIO口的函数**************/
//设置指定的端口为高电平
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
//设定指定的端口为低电平
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
//前面的参数为选择端口，最后为指定写入数据值（Bit_SET  / Bit_RESET）
void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);


//剩下的这些我们现在还不会用到
//锁定GPIO配置
void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

//配置AFIO的事件输出功能函数
void GPIO_EventOutputConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
void GPIO_EventOutputCmd(FunctionalState NewState);

//配置引脚重映射函数
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);

//EXTI GPIO开启
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
void GPIO_ETH_MediaInterfaceConfig(uint32_t GPIO_ETH_MediaInterface);

3，开启流程（GPIO初始化）

//1.开启RCC外设
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA  /*uint32_t RCC_APB2Periph*/, ENABLE);

//2.开启GPIO
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;  //选择模式
/*AIN模式输入，IN_FLOATING浮空输入，IPD下拉输入，IPU上拉输入
OUT_OD开漏输出(低电平有驱动力，高电平没有)，PUT_PP推挽输出，AF则为复用 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;        //选择引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//选择频率

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);           //初始化

EXTI中断函数

<1>中断

中断 ： 在主程序运行过程中，出现特定的中断触发条件，使得CPU暂停当前正在运行的程序，而去处理中断程序，完成后，又返回原来被暂停的位置继续工作

中断优先 ： 当有多个中断开始时，CPU会根据事情的轻重响应更加紧急的中断

中断嵌套 ： 一个中断正常进行，又来一个更高级的中断，会先去做刚来的高级的中断，然后依次返回

  

<2>NVIC

 68个可屏蔽中断通道，包含EXTI,TIM,ADC,USART,SPI,IIC,RTC等多个外设

NVIC：NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位（0~15）决定，这4位可以进行切分，分为高n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级

抢占优先级高的可以进行中断嵌套，响应优先级高的可以进行优先排队，抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队

<3>EXTI：（Extern Interrupt）外部中断

EXTI可以检测指定GPIO口的电平信号，当其指定的GPIO口产生电平变化时，EXTI将立即向NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU执行EXTI对应的中断程序

支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发

支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同时触发中断

通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒

触发响应方式：中断响应/事件响应

AFIO选择中断引脚，外部中断的9-5,15-10会触发同一个中断函数，再根据标志位来区分到底是哪个中断进来的

配置数据选择器，只有一个Pin接到EXTI  

<4>配置步骤：

第一步，配置RCC，把设计到的外设时钟都打开

第二步，配置GPIO，选择端口为输入模式

第三步，配置AFIO，选择使用的一路GPIO，连接到后面的EXTI

第四步，配置EXTI，选择边沿触发方式，选择触发响应方式

第五步，配置NVIC，给中断选择一个合适的优先级

<5>库函数说明

首先，EXTI本身是不需要打开什么时钟的，所以前面正常打开GPIO就可以了

AFIO也使用RCC使能

void GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB /*引脚所在的源*/,GPIO_PinSource14 /*第14个中断线路);

 这个函数，可以让14号引脚的电平顺利通过AFIO，进入到后级EXTI电路中

EXTI库函数：

//调用他，可以清除EXTI的配置，恢复为默认的上电状态
void EXTI_DeInit(void);

//初始化EXTI，方法与GPIO相同
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

//参数传递的结构体变量赋一个默认值
void EXTI_StructInit(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

//软件触发外部中断
void EXTI_GenerateSWInterrupt(uint32_t EXTI_Line);


//下面为模板函数
//读写中断标志位
FlagStatus EXTI_GetFlagStatus(uint32_t EXTI_Line);
//清楚中断标志
void EXTI_ClearFlag(uint32_t EXTI_Line);
//只能读写中断标志位
ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line);
void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line);

EXTI_Init参数

	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);//选择中断线路
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);///选择自己的引脚相同线路就好
	
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;//定义外部中断结构体
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1;//设置中断线
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//开启中断线路
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//中断模式
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//下降沿触发
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//写入参数

NVIC内核外设库函数

//中断分组，参数是中断分组的方式
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);

// NVIC初始化函数，根据结构体参数初始化
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);


void NVIC_SetVectorTable(uint32_t NVIC_VectTab, uint32_t Offset);
//系统低功耗配置
void NVIC_SystemLPConfig(uint8_t LowPowerMode, FunctionalState NewState);

void SysTick_CLKSourceConfig(uint32_t SysTick_CLKSource);

分组在整个流程中只要进行一次就可以了，如果模块化要注意选择是同一个，可以选择放在主函数里

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断优先级分组

NVIC结构体初始化内容

	//我们选择了两个分组，那么我们就配置两个
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;//定义NVIC结构体
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;//设置中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//通道使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//抢占优先级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//写入参数



	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;//设置中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//通道使能
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//抢占优先级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//写入参数

中断服务函数

在STM32中，每个通道的中断服务函数名字都是固定的

void EXTI0_IRQHandler(void)//线路0中断函数
void EXTI1_IRQHandler(void)//线路1中断函数

获取标志位

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)//判断中断挂起位

服务函数结束后清除标志位

	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);//清除中断挂起标志位

定时器
TIM（Timer）定时器

定时器可以对输入的时钟进行计数，并在计数值达到设定值时触发中断

16位计数器、预分频、自动重装寄存器的时基单元，在72M计数时钟下可以实现最大59.65s的定时

不仅具备基本的定时器中断功能，而且还包含内外时钟源选择、输入捕获、输出比较、编码器接口、主从触发模式等多种功能

根据复杂度和应用场景分为了高级定时器、通用定时器、基本定时器三种类型

对72MHz计72个数就是1MHz，也就是1us的时间，计72000个数，那就是1KHz也就是1ms的时间

59.65s =65536 · 65536 · 1/72M/(中断频率倒数)，

STM32的定时器支持级联的模式：一个定时器的输出当做另一个定时器的输入最大定时时间就是59.65s · 65536 · 65536

定时器资源：

而STM32F103C8T6有TIM1/2/3/4四个定时器

· 预分频器（PSC）：对输入的基准频率提前进行一个分频的操作
实际分频系数 = 预分频器的值 + 1，最大可以写65535即65536分频

· 计数器（CNT）：也是16位，值可以从0~65535，当计数器的值自增（自减）到目标值时，产生中断，完成定时

· 自动重装寄存器（）：也是16位当计数值等于自动重装值时，就是计时的时间到了，就会产生一个中断信号，并且清零计数器，计数器自动开始下一次的计数计时，计数值等于自动重装值的中断一般叫做“更新中断”，此更新中断就会通往NVIC，再配置好NVIC的定时器通道，定时器上的更新中断就会得到CPU的响应了，对应的事件叫做“更新事件”，更新事件不会触发中断，但可以触发内部其他电路的工作

基本结构