Cortex-M0芯片GPIO详解

本文以STM32F051K8U6为例，主要介绍GPIO寄存器特点及应用，以及CubeMX的配置和HAL库函数的使用。

GPIO接口简介

通用输入输出接口GPIO是嵌入式系统、单片机开发过程中最常用的接口，用户可以通过编程灵活的对接口进行控制，实现对电路板上LED、数码管、按键等常用设备控制驱动，也可以作为串口的数据收发管脚，或AD的接口等复用功能使用。因此其作用和功能是非常重要的。

SoC芯片上的单个引脚可以通过配置GPIO寄存器以实现多种不同的功能，这就是多路复用。下图是芯片上GPIOA这一组端口上的引脚复用功能示意。

STM32F051-GPIO常用寄存器

 4个32位配置寄存器 
        GPIOx_MODER,  GPIOx_OTYPER,  GPIOx_OSPEEDR     GPIOx_PUPDR
 2个32位数据寄存器
      GPIOx_IDR 、GPIOx_ODR 
1 个32 位置位 / 复位寄存器
      GPIOx_BSRR
2 个 32 位复用功能配置寄存器 
     GPIOx_AFRH 、GPIOx_AFRL
注：每一组GPIO端口都有一套上述的寄存器去配置它自己的功能

MODER

GPIO 端口模式寄存器 (GPIOx_MODER) (x = A..D,F)，主要用于指定GPIO端口的工作模式。

MODER是32位寄存器，其中每两位对应一个引脚。对于每个GPIOx上的引脚y，存在位[2y+1:2y](y = 0...15)，即MODERy[1:0]，用于配置I/O口的工作模式，模式代码如下：
        00：输入模式（复位状态）
        01：通用输出模式
        10：复用功能模式
        11：模拟模式

OTYPER

GPIO 端口输出类型寄存器 (GPIOx_OTYPER) (x = A..D,F)，主要用于指定GPIO端口的输出类型。

OTYPER是32位寄存器，其中31:16为保留位，15:0为有效位，每一位二进制位对应一个引脚。对于每个GPIO上的引脚y，存在位[y](y = 0...15)，即OTy，用于配置引脚的输出类型，类型代码如下：
        0：推挽输出（复位状态）
        1：开漏输出

如下图所示，若将输出类型设置为推挽输出模式，则不需要外接上（下）拉电阻，直接使用输出驱动器内部的互补信号输出