stm32f103zet6的GPIO基础知识

news2024/11/15 19:53:56

IO数量

16*7=112个，GPIOA~GPIOG7组,共144个引脚

IO模式

很多IO口既可以做为输入，也可以做为输出

输入模式

VSS指的是地，VDD是高电平，
MOS英文全称为Metal-Oxide-Semiconductor。意思为金属-氧化物-半导体，而拥有这种结构的晶体管我们称之为MOS晶体管。MOS管的管脚有三个：源极S（source）、栅极G（Gate）和漏极（Drain）
图片引用：https://zhuanlan.zhihu.com/p/567240024，注意D和S的电平根据PNMOS管的不同，下面图中的高电平都在上。
在这里插入图片描述

模式1：输入浮空模式
在这里插入图片描述
工作模式2：输入上拉模式

工作模式3，输入下拉模式

模式4：模拟模式
TTL施密特触发器不作用

输出模式

模式1，开漏输出模式
使用NMOS管和寄存器输出，D漏极接在外面输出，
在这里插入图片描述
模式2：开漏复用输出
使用NMOS管和外设输出

工作模式3推挽输出模式
使用两个MOS管

推挽复用输出

反转速度

2mhz，10mhz，50mhz

每组IO口寄存器有7个，可控制一组GPIO的16个IO口

- GPIOx_CRL :端口配置低寄存器
- GPIOx_CRH:端口配置高寄存器
- GPIOx_IDR:端口数据输入寄存器
- GPIOx_ODR:端口数据输出寄存器
- GPIOx_BSRR:端口位设置/清除寄存器
- GPIOx_BRR :端口位清除寄存器
- GPIOx_LCKR:端口配置锁存寄存器
//每组有7个寄存器分为
两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL ，GPIOx_CRH) ，
两个32位数据寄存器 (GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)，
一个32位置位/ 复位寄存器(GPIOx_BSRR)，
一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)，
一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。

寄存器设置

端口配置寄存器：GPIOx_CRL ，GPIOx_CRH，

共64位，因为4位（32个二进制位）确定一个IO的工作
下图中可以看出，四个位中，后两位表示输出还是输入，高两位表示输出或输入的模式，GPIOx_CRH配置Px8-15,GPIOx_CRL配置的是0-7
在这里插入图片描述

端口输入数据寄存器GPIOx_IDR，GPIOx_ODR

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置位/ 复位寄存器(GPIOx_BSRR)

低16位是清除，高16位指的是置位ODR寄存器，S=SET; R=RESET
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复位寄存器(GPIOx_BRR)

只使用了16位
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端口复用和映射和中断

复用：端口不仅仅可以做为通用IO口，还可以复用为一些外设引脚；最大限度使用端口

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端口重映射功能：方便布线

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每个端口都可以做为中断

经典的灯实验

硬件基础

在这里插入图片描述

电路分析：当输出为低电平时，led灯会亮起来

对IO口做为控制开关的过程本质

1，对时钟寄存器设置
2，GPIOx_CRL，GPIOx_CRH:设置外设IO口的工作模式（输入/输出，输出：推挽/开漏..。输入：模拟/浮空/上拉/下拉），

首先，设置时钟寄存器中的外设口的输出控制时钟（在时钟寄存器RCC的外设时钟寄存器APB2 ）使能对应PB\PE端口组时钟。然后对端口指定一个口的
每个GPI/O端口有两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH)，两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)，一个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR)，一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)和一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)

库函数中函数使用

重要函数：
1个初始化函数：
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

2个读取输入电平函数：
uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

2个读取输出电平函数：
uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

4个设置输出电平函数：
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

使用寄存器设置时

void LED_Init(void)
{
	//设置使能时钟
	RCC->APB2ENR|=1<<3;    //使能PORTB时钟	   	 
	RCC->APB2ENR|=1<<6;    //使能PORTE时钟	
	//对端口设定	 
	GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF; //先对控制位清零
	GPIOB->CRL|=0X00300000;//PB.5 推挽输出   ，再设置控制端口工作模式	 
    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 
}