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STM32之GPIO

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1.GPIO解释

GPIO英文全称是General-purpose input/ouput，即通用型输入输出，GPIO根据配置可以作为通用输入(GPI)，通用输出(GPO)或是通用输入输出(GPIO)

2.GPIO工作模式

GPIO共有八种工作模式，其中包括4种输入模式和4种输出模式。其中输出模式有3种输出速率

输入模式

• 上拉输入
• 下拉输入
• 浮空输入
• 模拟输入

1.上拉输入：配置为上拉输入模式时，内部上拉电阻连接；若无高低电平输入时，检测该管脚电平为高电平。

2.下拉输入：配置为下拉输入模式时，内部下拉电阻连接；若无高低电平输入时，检测该管脚电平为低电平。

3.浮空输入：配置为浮空输入模式时，内部上拉电阻与下拉电阻均不连接；若无高低电平输入时，检测该管脚电平未知。

4.模拟输入：配置为模拟输入模式时，输入信号不再经过TTL肖特基触发器1，直接输入到芯片内部检测，一般用于ADC等模拟量信号采集。
输出模式

• 开漏输出
• 推挽输出
• 复用开漏输出
• 复用推挽输出

输出模式实质是两种模式，一是开漏输出，一是推挽输出

1.开漏输出：输出信号“0”时会激活N-MOS，N-MOS导通，输出管脚与VSS连通，输出低电平；输出信号“1”时不激活P-MOS，同时N-MOS也不导通，输出管脚为高阻态。因此一般开漏输出管脚与外部上拉电阻连接，输出信号“1”时管脚会被外部上拉电压钳高，该模式可以需要用于匹配电平的场合。

2.推挽输出：输出信号“0”时会激活N-MOS，N-MOS导通，输出管脚与VSS连通，输出低电平。输出信号“1”时会激活P-MOS，P-MOS导通，输出管脚与VDD连通，输出高电平电平。这个模式输出高低电平时会分别导通一个MOS管，既提高电路负载能力，又提高开关速度2。

3.复用开漏输出：实质上是和开漏模式一样，在GPIO复用功能时使用

4.复用推挽输出：实质上是和推挽模式一样，在GPIO复用功能时使用

输出速度

输出模式下，有3种输出速度可选（2MHz，10mHz和50MHz），这个速度是指IO口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度。通过选择速度来选择不同的驱动输出模块，达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。

高频信号输出会带来功耗增加和噪声增大；低频信号输出可能会带来信号失真，因此需要根据实际需要来选择合适的速度输出3。

3.GPIO配置寄存器

每个GPIO端口有7个寄存器，其中包括

-2个32位端口配置寄存器(CRL，CRH)
分别控制端口低8位和高8位的工作模式(即8种工作模式和输出速度)：在这2个寄存器中每一管脚(Pin)有4bit对应：CNF[1]-CNF[0]；MODE[1]-MODE[0]

MODE[1:0] 含义 00 输入模式 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

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CNF[1:0] 输入模式 输出模式 00 模拟输入 通用推挽输出 01 浮空输入 通用开漏输出 10 上拉/下拉输入 复用推挽输出 11 保留 复用开漏输出

-32位端口输入数据寄存器（IDR）
低16位使用，这些位只读，而且只能以字（16bit）的形式读出，读出值对应管脚（Pin）状态。

-32位端口输出数据寄存器（ODR）
低16位使用，这些位可读可写，只能以字（16bit）的形式操作。

-32位端口设置/清除寄存器（BSRR）
低16位为设置位BSy，这些位只写，而且只能以字（16bit）的形式写入，写0不影响ODRy，写1设置对应ODRy为1；
高16位为清除位BRy，这些位只写，而且只能以字（16bit）的形式写入，写0不影响ODRy，写1设置对应ODRy为0。
如果同时设置了BSy和BRy的对应位，则BSy起作用

-32位端口清除寄存器（BRR）
低16位为清除位BSy，这些位只写，而且只能以字（16bit）的形式写入，写0不影响ODRy，写1设置对应ODRy为04；
-32位端口配置锁定寄存器（LCKR）
该寄存器用于锁定端口管脚
bit16是锁键位LCKK，该位为0代表锁键未激活，为1代表锁键已激活；锁键激活需要向锁键位写入特定的写入序列（写1->写0->写1->读0->读1）（最后一次读指令可以取消）
bit[0:15]为锁位LCKy，这些位可读可写，但只能在LCKK为0（锁键未激活）时写入，该位为0代表不锁定，为1代表锁定。

4.基于V3.5库函数的GPIO配置函数（野火开发板教程）

void GPIO_configuration(void){    //定义结构体    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    //开启端口C的时钟    RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);    //选择需要控制的管脚    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7;    //选择推挽输出模式    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;       //输出速度为50MHz    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     //初始化GPIOC    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);            //置高各个管脚    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_7);  }

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1. 肖特基触发器是一种阈值开关电路，具有突变输入——输出特性的门电路。这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化（低于某一阈值）而引起的输出电压的改变 ↩
2. http://bbs.elecfans.com/infocenter.php?mod=space&uid=961328&do=blog&id=242993 ↩
3. http://blog.csdn.net/dldw8816/article/details/51450833 ↩
4. 既可以通过ODRy设置管脚（Pin），也可以通过BSy和BRy设置，但是通过ODRy设置管脚（Pin）需要首先读取保存ODRy数据，再进行设置管脚（Pin）在这个过程中有可能被中断影响—–引用http://www.cnblogs.com/shangdawei/p/4723941.html ↩