GPIO 概述
全称:general purpose intput output,通用输入输出接口。
顾名思义,既可作为输入框也可以作为输入口。
引脚不一定是 GPIO,有些引脚也作为复位或晶振等使用。
GPIO的八种工作模式
输入:浮空输入,上拉输入,下拉输入,模拟输入
输出:开漏输出,开漏复用功能,推挽式输出,推挽式复用功能
输入:
浮空输入:浮空状态上拉开关和下拉开关都是关闭,当引脚接到空气会输出无意义值
下拉输入:GPIO 将接入带有电阻的负极,此时 CPU 接收到该 GPIO 的信号为 0,假设给这个 GPIO 一个高电平,因为电阻的关系,并不会将高电平全都吸收,此时 CPU 接收到该 GPIO 的信号为 1。意味该GPIO高电平有效。
上拉输入:GPIO 将接入带有电阻的正极,此时 CPU 接收到该 GPIO 的信号为 1;假设给这个 GPIO 一个低电平,因为电阻的关系,并不会将低电平全都吸收,此时 CPU 接收到该 GPIO 的信号为 0。意味该GPIO低电平有效。
模拟输入:不接入上拉和下拉电阻,绕过施密特触发器,直接进入模拟口。
输出:
开漏输出:有输出时只让 vss 高电平,并不设置 vdd 低电平驱动。此种输出方式,需要设置接收端需设置下拉电阻。开漏复用功能,即从外设获取信息到输出缓冲区再输出。
推挽式输出:有信号时 vss 高,无信号时 vdd 低电平。接收端无需接上拉或下拉电阻。
GPIO 寄存器
每组 io 口由10个寄存器组成,如果芯片有 GPIOA~GPIOI 9个组,那么一定对应 9x10 = 10 个寄存器。
如果一个 io 口配置两位。32 位寄存器正好配置 16 位口;如果一个 io 只需要配置一个 io 口,一般高十六位保留。
BSRR寄存器较为抽象,来单独描述下:
这是一个 32 位寄存器,其中 31~16 位为 BR 对其置1即对输出寄存器置1,如置0则不产生改变。
如当前十六位寄存器值为:
0100 0000 0000 0000
我们对BSRR赋:
BSRR = 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
则当前寄存器值为:
1100 000 0000 0000
15~0 位则为 BS 寄存器复位寄存器,对其置1即对输出寄存器置0,如置0则不产生改变。
如当前十六位寄存器值为:
0100 0000 0000 0000
我们对BSRR赋:
BSRR = 0000 0000 0000 0000 0100 0000 0000 0000
则当前寄存器值为:
0000 000 0000 0000
15~0 位则为 BS 寄存器复位寄存器,对其置1即对输出寄存器置0,如置0则不产生改变。
寄存器点灯实验
对于灯泡来说,两边电平不一致即可点亮。此时让 GPIOB0 或 GPIOB1 给出低电平即可点亮 LED0 或者 LED1。
所以对于 GPIOB 来说应该至少设置三个寄存器即可点亮灯泡,分别是:
MODER 端口模式寄存器,设置为输出模式
OTYPER 端口输出类型寄存器,设置为推挽输出(设置为开漏也可以)
ODR 端口输出数据寄存器,设置为 0000 0000 0000 0000 全为 0 低电平即可
寄存器电灯
设置 GPIOB 时钟
在设置三个寄存器之前,应先对 GPIOB 时钟进行设置:
参考 stm32 手册 53 页,GPIOB 属于 AHB1 总线。
翻阅芯片手册,我们需要将 GPIOB 使能。
所以 AHB1ENR 寄存器应该被赋值成 00000000 00000000 00000000 00000010
换成十六进制代码就是:
//GPIOB 时钟 使能
RCC->AHB1ENR = 0x00000002;
配置输出模式
MODER 寄存器配置为输出模式,应该为 00000000 00000000 00000000 00000101
十六进制:
//输出模式 通用输出
GPIOB->MODER = 0x00000005;
配置输出类型
OTYPER 寄存器配置为推挽模式,应该为 00000000 00000000 00000000 00000000
换成十六进制代码就是:
//推挽输出
GPIOB->OTYPER = 0x00000000;
寄存器配置
ODR 端口输出寄存器配置为: 00000000 00000000 00000000 00000000
低电平即可点亮灯泡,所以全设置为0
换成十六进制代码就是:
//寄存器
GPIOB->ODR = 0x00000000;
全部代码:
在此之前需要设置整体时钟。
#include "sys.h"
#include "delay.h"
int main(void)
{
Stm32_Clock_Init(360,25,2,8);//设置时钟,180Mhz
delay_init(180); //初始化延时函数
//GPIOB 时钟 使能
RCC->AHB1ENR = 0x00000002;
//输出模式 通用输出
GPIOB->MODER = 0x00000005;
//推挽输出
GPIOB->OTYPER =0x00000000;
//寄存器
GPIOB->ODR = 0x00000000;
}
成功点亮
HAL 库点灯
需要使用 GPIO_InitTypeDef 结构体定义寄存器类型。之后使用 HAL_GPIO_Init() 进行初始化。
HAL_GPIO_WritePin() 函数则向GPIOB 置位
int main(void)
{
HAL_Init(); //初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(360,25,2,8); //设置时钟,180Mhz
delay_init(180); //初始化延时函数
LED_Init(); //初始化LED
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //开启GPIOB时钟
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1; //PB1,0
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0,GPIO_PIN_RESET); //PB0置1,默认初始化后灯灭
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET); //PB1置1,默认初始化后灯灭
}