STM32的GPIO

STM32的GPIO控制涉及多个寄存器,如GPIOx_MODER选择I/O方向,GPIOx_OTYPER设定输出类型,GPIOx_OSPEEDR设置速度,GPIOx_PUPDR配置上拉/下拉。GPIOx_ODR和GPIOx_IDR分别用于输出数据和读取输入数据。GPIOx_BSRR用于位操作,GPIOx_LCKR实现配置锁定。此外,GPIOx_AFRL和GPIOx_AFRH用于选择复用功能。

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和GPIO相关的寄存器如下:

  • GPIO 端口模式寄存器 (GPIOx_MODER)
  • GPIO 端口输出类型寄存器 (GPIOx_OTYPER)
  • GPIO 端口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR)
  • GPIO 端口上拉/下拉寄存器 (GPIOx_PUPDR)
  • GPIO 端口输入数据寄存器 (GPIOx_IDR)
  • GPIO 端口输出数据寄存器 (GPIOx_ODR)
  • GPIO 端口置位/复位寄存器 (GPIOx_BSRR)
  • GPIO 端口配置锁定寄存器 (GPIOx_LCKR)
  • GPIO 复用功能低位寄存器 (GPIOx_AFRL)
  • GPIO 复用功能高位寄存器 (GPIOx_AFRH)


    I/O 端口控制寄存器
    每个 GPIO 有 4 个 32 位存储器映射的控制寄存器(GPIOx_MODER、 GPIOx_OTYPER、GPIOx_OSPEEDR、 GPIOx_PUPDR),可配置多达 16 个 I/O。 GPIOx_MODER 寄存器用于选择 I/O 方向(输入、输出、 AF、模拟)。 GPIOx_OTYPER 和 GPIOx_OSPEEDR 寄存器分别用于选择输出类型(推挽或开漏)和速度 (无论采用哪种 I/O 方向,都会直接将 I/O 速度引脚连接到相应的 GPIOx_OSPEEDR 寄存器位)。无论采用哪种 I/O 方向, GPIOx_PUPDR 寄存器都用于选择上拉/下拉。

I/O 端口数据寄存器
每个 GPIO 都具有 2 个 16 位数据寄存器:输入和输出数据寄存器(GPIOx_IDR 和GPIOx_ODR)。 GPIOx_ODR 用于存储待输出数据,可对其进行读/写访问。通过 I/O 输入的数据存储到输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) 中,它是一个只读寄存器。

I/O 数据位操作
置位

### STM32 GPIO 配置与使用 STM32 的通用输入/输出 (GPIO) 是其核心功能之一,用于连接外部设备并与之交互。以下是关于如何配置和使用 STM32 GPIO 的详细介绍。 #### 使用 STM32CubeMX 工具配置 GPIO STM32CubeMX 提供了一种直观的方式来进行 GPIO 配置。用户可以在芯片引脚图上直接设置 IO 口的功能模式和其他参数。例如,在某一实例中,PB0 和 PB1 被选作目标 IO 口进行配置[^1]。这些配置可以通过图形界面完成,具体包括: - **模式选择**: 用户可以选择将 GPIO 设置为输入、输出、复用功能或者模拟功能。 - **速度设定**: 输出模式下可以调整驱动能力的速度选项(低速、中速、高速或超高速)。 - **上下拉电阻**: 支持无上下拉、上拉或下拉三种状态的选择。 #### 中断处理机制中的 GPIO 应用 除了基本的输入输出操作外,STM32 还支持通过嵌套向量中断控制器 (NVIC) 来管理由 GPIO 引发的中断事件。这种机制允许开发人员定义不同中断源之间的优先级关系,从而优化系统的实时性能[^3]。当中断发生时,程序可以根据预先设定好的抢占优先级以及子优先级来决定哪个中断应该被最先服务。 #### 编程实践示例 下面给出一段简单的代码片段展示如何初始化一个 GPIO 并读取它的值: ```c #include "stm32f1xx_hal.h" void GPIO_Init(void){ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* Configure PB0 as output */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); } int main(void){ GPIO_Init(); while(1){ HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0); // Toggle the state of pin PB0 every second. HAL_Delay(1000); } } ``` 上述代码展示了如何利用 HAL 库函数 `__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()` 启用 GPIOB 时钟,并通过结构体变量 `GPIO_InitStruct` 完成对特定管脚的具体属性赋值过程;最后调用了 `HAL_GPIO_Init()` 函数实际执行硬件初始化工作。 #### 总结 通过对 STM32F103 系列的学习可以帮助初学者快速入门整个 STM32 家族的产品线[^2]。而掌握好 GPIO 的基础应用则是迈向更复杂项目的第一步。无论是简单 LED 控制还是复杂的传感器数据采集场景,合理规划并正确实施 GPIO 设定都是非常重要的环节。
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