2020年08月06日 | 如何在STM8微控制器上使用GPIO

原理图

通用设计

使用PIC和AVR器件时，您通常需要获取该特定器件的数据表，并了解如何使用外设。有时，一个PIC上的外设可能与另一个PIC上的外设不同，因此不能简单地将代码从一个PIC复制并粘贴到另一个PIC。但是，STM8完全不同，因为所有STM8设备都使用通用布局而不是具有唯一配置。这意味着为一个STM8设计的代码可以直接复制并粘贴到不同的控制器，它仍然可以工作（假设新设备具有所需的外设）。

一个典型的例子是UART外设。 STM8器件最多可以有三个UART端口（1，2和3），一个STM8器件上的UART1与另一个STM8器件上的UART1相同。但是，各个STM8器件的数据表中没有太多关于如何使用外设的信息，因此在使用任何STM8器件时，您需要使用数据表;包含引脚分布的器件专用数据表，以及包含器件系列细节的另一个数据表。

对于我们的STM8项目，我们将利用这两个数据表中的信息：

STM8S103F3器件数据表（PDF） - 包含基本细节和引脚信息

STM8系列器件概述（PDF） - 包含详细的外设和CPU信息

如果您想知道设备上的引脚位置，请使用设备数据表，如果您想了解如何使用外围设备，请使用系列设备概述表。

GPIO

虽然开发板允许我们对STM8进行编程微控制器和CPU功能，除非我们可以将微型连接到其他设备和外部电路，否则它是毫无意义的。为了能够执行此类任务，使用通用输入输出或GPIO。 GPIO是器件上的引脚，可以电连接到外部电路，以控制它们或从中读取信息。虽然可以读取模拟数据，但本教程仅关注数字值（打开或关闭的数字值）。

说到GPIO，有四个主要寄存器：

DDR - 数据方向寄存器

ODR - 输出数据寄存器

IDR - 输入数据寄存器

CR1和CR2 - 控制寄存器

图片由RM0016参考手册提供。

访问寄存器和位

访问STM8上的GPIO有点类似于AVR ，除了STM8S.h使用结构。例如，STM8S上的PORT B有自己的结构，称为GPIOB，内部是控制它的所有寄存器（如DDR，ODR，IDR等）。访问这些寄存器可以如下所示：

GPIOB→xxx其中xxx是有问题的寄存器

数据方向寄存器（DDR）

将引脚配置为输入时，需要清零相应的DDR位（0），对于输出，需要设置该位（1）。因此，比方说，我们只想将B0和B1配置为输入，同时将其余部分保持为输出。我们可以执行以下操作：

GPIOB→DDR = 0xFC;

或

GPIOB→DDR = 0b11111100;

控制寄存器CR1和CR2

CR1和CR2是控制寄存器，可配置为提供不同的I/O功能。例如，它们可以配置为允许在各个引脚上产生中断，并可用于创建具有推/拉功能的输出驱动器。与其他寄存器一样，CR1和CR2寄存器中的每个位对应一个特定的引脚。因此，例如，CR1和CR2中的位0用于端口的引脚0。下表（摘自数据表）演示了CR1和CR2寄存器的用途。

输出数据寄存器（ ODR）

输出数据寄存器用于输出数字值（1和0）到一个端口。可以写入各个位（使用位掩码），也可以更改整个寄存器。将1位写入ODR位将使相应的引脚导通，写入0将使相应的引脚关闭。下面的第一个示例用于打开端口上的所有引脚，第二个示例关闭所有引脚。

GPIOB→ODR = 0xFF;或GPIOB→ODR = 0b11111111;//打开所有引脚

GPIOB→ODR = 0x00;或GPIOB→ODR = 0b00000000;//关闭所有引脚

输入数据寄存器（IDR）

IDR寄存器可用于读取端口引脚上的数字值。这些值可以是（1）或关闭（0），IDR寄存器的第0位对应引脚0，而第7位对应引脚7.

pinRead = GPIOB→IDR;

有用的位操作

因为我/O端口由各个引脚组成，与整个寄存器相比，访问个别位更有帮助。但是，个别位不可用（类似于AVR设备），因此我们需要使用一些位操作。由于这已经在AVR系列中进行了解释，我们只会看一些非常有用的宏。

这些非常有用的宏有助于摆脱不可读的位掩码：

#define setBit（reg，bit）（reg = reg |（1 《

#define clearBit（reg，bit）（reg = reg＆amp;〜（1 《

#define toggleBit（reg，bit）（reg = reg ^（1 《

将此代码复制并粘贴到代码顶部，然后，您可以像函数一样使用它们，而不必编写位操作代码。那么让我们看一些如何在代码中使用它们的示例！

setBit（GPIOB→DDR，3）;//将端口B上的第3位设置为输出

clearBit（GPIOA→ODR，4）;//关闭端口a上的输出位4

toggleBit（GPIOC→ODR） ，5）;//在端口c上切换第5位

然而，读取引脚使用一个简单的位操作，包括使用AND来屏蔽我们不需要的所有位，然后测试查看结果是否为0。

if（ （GPIOB→IDR & 0b00000001） ）

{

// Code here executes IF bit 0 is on

}

if（ ！（GPIOB→IDR & 0b00000001） ）

{

// Code here executes IF bit 0 is off

}

基本配置示例

在本例中，我们将引脚A1配置为输入，B5配置为输出，每当按下开关（连接到A1）时，LED连接到B5将切换。这里我们也利用内部上拉，因此我们的按钮不需要上拉电阻工作（通过设置CR1中的位来完成）。

/* MAIN.C file

*

* Copyright （c） 2002-2005 STMicroelectronics

*/

#include “stm8s.h”

#define setBit（reg， bit） （reg = reg | （1 《《 bit））

#define clearBit（reg， bit） （reg = reg & ~（1 《《 bit））

#define toggleBit（reg， bit） （reg = reg ^ （1 《《 bit））

void simpleDelay（void）;

main（）

{

GPIOA-》DDR = 0x00; // Make all pins on PORT A inputs

GPIOA-》CR1 = 0xFF; // Ensure that internal pull up is on

GPIOA-》CR2 = 0x00; // Ensure that interrupts are turned off

GPIOB-》DDR = 0xFF;

while （1）

{

// Testing bit 1 （bit 0 would be 1）

if（ ！（GPIOA-》IDR & 0x02） ）

{

toggleBit（GPIOB-》ODR， 5）;

simpleDelay（）;

}

}

}

// Simple delay used for debouncing

void simpleDelay（void）

{

unsigned int i， j;

for（i = 0; i 《 1000; i ++）

{

for（j=0; j 《 10; j ++）

{

}

}

}