STM32IO端口相关配置

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#stm32

本文详细介绍了STM32微控制器中IO口的8种配置模式，包括输入浮空、输入上拉、输入下拉等，并解释了相关寄存器如CRL、CRH、IDR的作用。同时，提供了GPIO初始化函数的使用方法，以及如何通过不同寄存器读取和设置IO口的状态。

STM32 IO口可以配置的8种模式:

输入浮空；
输入上拉；
输入下拉；
模拟输入；
开漏输出；
推挽输出；
推挽输出
推挽式复用输出；
开漏复用功能；

I/O 5V兼容：

I/O Level 标 FT 的就是 5V 电平兼容的；

I/O 控制寄存器说明：

2 个 32 位的端口配置寄存器 CRL 和 CRH；
2 个 32 位的数据寄存器 IDR 和 ODR；
1 个 32 位的置位/复位寄存器BSRR；
1个 16 位的复位寄存器 BRR；
1 个 32 位的锁存寄存器 LCKR。

STM32 I/O 配置表：

功能	配置模式	CNF1	CNF0	PxODR寄存器
通用输出	推挽式(Push-Pull)	0	0	0或1
通用输出	开漏(Open-Drain)	0	1	0或1
复用功能输出	推挽式(Push-Pull)	1	0	不使用
复用功能输出	开漏(Open-Drain)	1	1	不使用
输入	模拟输入	0	0	不使用
输入	浮空输入	0	1	不使用
输入	下拉输入	1	0	0
输入	上拉输入	1	0	1

STM32输出模式配置表：

MODE1	MODE0	意义	模式
0	0	保留	输入
0	1	最大输出速度为10MHz	输出
1	0	最大输出速度为20MHz	输出
1	1	最大输出速度为50MHz	输出

常见的I/O配置（CRL/CRH）：

CRL/CRH寄存器值	功能	使用
0X0	模拟输入模式	ADC
0X3	推挽输出模式	输出口，50M 速率
0X8	上/下拉输入模式	输入口
0XB	复用输出	使用 IO 口的第二功能， 50M 速

CRH控制高8位I/O口，CRL控制低8位I/O口。

GPIO 初始化函数：

GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
上述函数有两个参数：

第一个用来指定GPIO，取值范围为GPIOA~GPIOG；
第二个用来初始化参数结构体（GPIO_InitTypeDef）指针；

通过初始化结构体初始化GPIO：

GPIO_InitTpyeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; // 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定的参数配置 GPIO

8个模式的枚举类型定义：

typedef enum
{ 
    GPIO_Mode_AIN = 0x0, //模拟输入
 GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, //浮空输入
 GPIO_Mode_IPD = 0x28, //下拉输入
 GPIO_Mode_IPU = 0x48, //上拉输入
 GPIO_Mode_Out_OD = 0x14, //开漏输出
 GPIO_Mode_Out_PP = 0x10, //通用推挽输出
 GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, //复用开漏输出
 GPIO_Mode_AF_PP = 0x18 //复用推挽输出
}GPIOMode_TypeDef;

I/O 口速度枚举类型定义：

typedef enum
{
 GPIO_Speed_10MHz = 1,
 GPIO_Speed_2MHz,
 GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;

端口输入数据寄存器 (IDR):

位	功能
31:16	保留，始终为0
15:0	IDR $y$ [15:0]：端口输入数据 ( $y = 0 . . . . 15$ )

要想知道某个 IO 口的电平状态，只要读这个寄存器，再看某个位的状态就可以。
这些位只能以字（16位）的形式读出。

操作 IDR 寄存器读取 IO 端口数据：

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint6_t GPIO_Pin)
例如要读GPIOA.5的电平状态：
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_5);

端口输出数据寄存器 (ODR):

void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

只用了低 16 位；
从该寄存器读出来的数据可以用于判断当前 IO 口的输出状态；
向该寄存器写数据，则可以控制某个 IO 口的输出电平；
该函数一次性对一个 GPIO 的多个端口设值；

端口位设置/清除寄存器 (BSRR)：

位31:16 BRy: 清除端口x的位y(y=0…15)，置1有效；
位15:0 BSy: 设置端口x的位y(y=0…15)，置1有效；
若同时设置BSy和BRy的对应位，BSy位起作用；
例如：要设置 GPIOA 的第 1 个端口值为 1，则向BSRR 的低 16 位对应位写 1 ：
GPIOA->BSRR=1<<1;
例如：要设置 GPIOA 的第 1 个端口值为 0，则向BSRR 的高 16 位对应位写 1 ：
GPIOA->BSRR=1<<(16+1)

端口位清除寄存器 (BRR)：

通过 BSRR 和 BRR 寄存器设置 GPIO 端口输出是通过函数GPIO_SetBits()和函数 GPIO_ResetBits()来完成的。

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

例如：要设置GPIOB.5 输出1：
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
例如：要设置GPIOB.5 输出1：
GPIO_Resetits(GPIOB, GPIO_Pin_5);

I/O操作步骤：

使能IO口时钟。调用函数为__RCC_APB2PeriphClockCmd();__

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|
RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE); //使能 GPIOB,GPIOE 端口时钟

初始化IO参数。调用函数为__GPIO_Init();__

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

操作IO;

LED0=1; //通过位带操作控制 LED0 的引脚 PB5 输出高电平
LED0=0; //通过位带操作控制 LED0 的引脚 PB5 输出低电平
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5); //设置 GPIOB.5 输出 1,等同 LED0=1;
GPIO_ResetBits (GPIOB, GPIO_Pin_5); //设置 GPIOB.5 输出 0,等同 LED0=0;
GPIOB->BRR=GPIO_Pin_5; //设置 GPIOB.5 输出 1,等同 LED0=1;
GPIOB->BSRR=GPIO_Pin_5; //设置 GPIOB.5 输出 0,等同 LED0=0;