2021年12月07日 | STM32F4学习笔记3——通用IO

STM32F4每个GPIO端口有四个32位配置寄存器（GPIOx_MOER,GPIOx_OTYPER,GPIOx_OSPEEDR和GPIOx_PUPDR）,两个32位数据寄存器（GPIO_IDR和GPIO_ODR），一个32为置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR）,一个32为GPIO锁寄存器（GPIOx_LCKR），两个32为复用功能寄存器（GPIOx_AFRH和GPIOx_AFRL）。

主要特性如下

·每个端口支持16个IO引脚控制

·推挽或者开漏+带上拉电阻或者下拉电阻

·从数据输出寄存器（GPIOx_ODR)或者外设（复用功能引脚）输出数据

·每个IO支持速度选择

·输入状态：浮动，上拉/下拉，模拟

·输入数据到输入数据寄存器（GPIOx_IDR）或者外设（复用功能输入）

·置位和复位寄存器（GPIOx_BSRR）

·GPIO锁机制，用于冻结IO配置

·模拟输入

·复用功能输入输出选择寄存器

·每两个时钟周期的快速IO切换

·高灵活度的复用功能使得IO可以作为通用IO使用或者外设使用

根据数据手册中列出的每个 I/O 端口的特定硬件特征，GPIO 端口的每个位可以由软件分别配置成多种模式。

·输入浮空

·输入上拉

·输入下拉

·模拟输入

·具有上拉下拉功能的开漏输出

·具有上拉下拉功能的推挽输出

·具有上拉下拉功能的推挽复用功能

·具有上拉下拉功能的开漏复用功能

每个IO口可以自由编程，端口寄存器必须按32位字被访问。GPIOx_BSRR跟GPIOx_BRR允许对热河GPIO的读/写的独立访问；这样在读和写之间访问之间产生IRQ（中断请求）时不会发生危险。 关于引脚耐压5V可以参考数据手册的引脚说明。

复位期间跟刚复位后，复用功能未开启，IO端口被配置成浮空输入模式，复位后JTAG引脚被置于输入上拉或下拉模式。

PA15：JTDI置于上拉模式

PA14：JTCK/SWCLK置于下拉模式

PA13：JTMS/SWDAT置于上拉模式

PB4：JNTRST置于上拉模式

PB3：JTDO浮空状态

微控制器通过多路选择器将 IO 引脚与相应的片上外设相连接，这里要注意一点，每一次只能与一个片上外设相连接，防止多个外设使用这个引脚造成冲突。

每个引脚都有一个多路选择器，每个多路选择器有 16 路输入（AF0 到AF15） ,通过寄存器 GPIOx_AFRL（从 0 到 7）和 GPIOx_AFRH（从 8 到 15）进行配置。

·复位后 IO 引脚默认连接到系统复用功能 0（AF0）

·片上外设的复用功能映射从 AF1 到 AF13

·M4 的 FPU EVENTOUT 映射到 AF15

不能将EVENTOUT映射到一下引脚：PC13，PC14，PC15，PH0，PH1和PI8

置位和复位寄存器（GPIOx_BSRR）是一个 32 位寄存器，允许用户程序置位或者复位输出数据寄存器 GPIOx_ODR 的每个位。置位和复位寄存器GPIOx_BSRR 的位数是 GPIOx_ODR 的两倍。寄存器 GPIOx_BSRR 就是对寄存器 GPIOx_ODR 的位操作，GPIOx_BSRR 的高 16 位用于复位操作，低 16 位用置位操作，只有对寄存器 GPIOx_BSRR 相应的位置 1 才对寄存器 GPIOx_ODR 有效，置 0 是无效的。如果对于寄存器GPIOx_ODR 的同一位同时进行置位和复位操作，那么置位操作的优先级要高。当对 GPIOx_ODR 的个别位编程时，软件不需要禁止中断：在单次AHB1 写操作里，可以只更改一个或多个位。GPIO锁允许冻结IO配置。在一个端口位上执行了LOCK程序，下一次复位前将不能再更改端口位配置。

所有端口都有外部中断能力，在使用外部中断先端口必须配置成输入模式。

模拟输入配置时，输出换从其被禁止，禁止施密特触发器输入，弱上拉下拉被电阻禁止，读输入寄存器时数值为0。

外设的GPIO设置模式在F1参考手册上有，但是在F4上这个说明没有了具体大家在使用的时候可以参考f1，也可以参考官方外设例子。

STM32F4的GPIO库

初始化配置函数

void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef*GPIOx)初始化GPIO寄存器到默认值

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct)GPIO初始化

void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)将GPIO_InitStruct组员设置到默认值

void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)GPIO寄存器锁

GPIO的读和写

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)读某一引脚的输入数据寄存器IDR

uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)读某一端口的输入数据寄存器IDR

uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)读某一端口的输出数据寄存器ODR

uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)读某一引脚的输出数据寄存器ODR

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)GPIO置高

void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)GPIO置低

void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin,BitAction BitVal)根据BitVal写ODR寄存器

void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal)设置输出寄存器ODR数值

void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)通过GPIO->ODR^=GPIO_Pin；实现GPIO翻转

GPIO复用功能配置函数

void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, uint8_t GPIO_AF)使用前要先使能GPIO时钟与外设时钟