STM32，GPIO学习

最新推荐文章于 2025-05-07 22:49:03 发布

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#stm32 #学习 #单片机

一，GPIO输入和输出模式

STM32 的 IO 口可以由软件配置成如下 8 种模式：

① 输入浮空

② 输入上拉

③ 输入下拉

④ 模拟输入

⑤ 开漏输出

⑥ 推挽输出

⑦ 推挽式复用功能

⑧ 开漏复用功能

1.浮空输入模式下，I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。也就是说，I/O的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定；如果在该引脚悬空（在无信号输入）的情况下，读取该端口的电平是不确定的。

2.上拉输入模式下，I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。但是在I/O端口悬空（在无信号输入）的情况下，输入端的电平可以保持在高电平；并且在I/O端口输入为低电平的时候，输入端的电平也还是低电平。

3.下拉输入模式下，I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。但是在I/O端口悬空（在无信号输入）的情况下，输入端的电平可以保持在低电平；并且在I/O端口输入为高电平的时候，输入端的电平也还是高电平。

4.模拟输入模式下，I/O端口的模拟信号（电压信号，而非电平信号）直接模拟输入到片上外设模块，比如ADC模块等等。

5.开漏输出模式下，通过设置位设置/清除寄存器或者输出数据寄存器的值，途经N-MOS管，最终输出到I/O端口。这里要注意N-MOS管，当设置输出的值为高电平的时候，N-MOS管处于关闭状态，此时I/O端口的电平就不会由输出的高低电平决定，而是由I/O端口外部的上拉或者下拉决定；当设置输出的值为低电平的时候，N-MOS管处于开启状态，此时I/O端口的电平就是低电平。同时，I/O端口的电平也可以通过输入电路进行读取；注意，I/O端口的电平不一定是输出的电平。其在实际stm32的IO口选用中IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能

6.开漏复用输出模式，与开漏输出模式很是类似。只是输出的高低电平的来源，不是让CPU直接写输出数据寄存器，取而代之利用片上外设模块的复用功能输出来决定的。

7.推挽输出模式下，通过设置位设置/清除寄存器或者输出数据寄存器的值，途经P-MOS管和N-MOS管，最终输出到I/O端口。这里要注意P-MOS管和N-MOS管，当设置输出的值为高电平的时候，P-MOS管处于开启状态，N-MOS管处于关闭状态，此时I/O端口的电平就由P-MOS管决定：高电平；当设置输出的值为低电平的时候，P-MOS管处于关闭状态，N-MOS管处于开启状态，此时I/O端口的电平就由N-MOS管决定：低电平。同时，I/O端口的电平也可以通过输入电路进行读取；注意，此时I/O端口的电平一定是输出的电平。其在实际stm32的IO口选用中IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的

8.推挽复用输出模式，与推挽输出模式很是类似。只是输出的高低电平的来源，不是让CPU直接写输出数据寄存器，取而代之利用片上外设模块的复用功能输出来决定的。

二，GPIO的配置方法

我们从实例中逐渐分析

#include "led.h"
//初始化 PB5 和 PE5 为输出口.并使能这两个口的时钟 
//LED IO 初始化
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|
RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE); //使能 PB,PE 端口时钟
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);
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB.5 输出高
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED1-->PE.5 推挽输出
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5); /PE.5 输出高
}

1）首先使能 IO 口时钟。调用函数为 RCC_APB2PeriphClockCmd()。即上述代码

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

若使能其他GPIO，只需把上述中GPIOB换成其他GPIO即可，如：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);//使能 GPIOC端口时钟

2）在配置完时钟之后初始化 IO 参数。调用函数 GPIO_Init();

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct) ；

这个函数有两个参数，第一个参数是用来指定 GPIO ，取值范围为 GPIOA~GPIOG 。

第二个参数为初始化参数结构体指针，结构体类型为 GPIO_InitTypeDef 。即上述代码

GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);       GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);

结构体定义如下：

typedef struct

{ uint16_t GPIO_Pin;

GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;

GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;

}GPIO_InitTypeDef;

结构体 GPIO_InitStructure 的第一个成员变量 GPIO_Pin 用来设置是要初始化

哪个或者哪些 IO 口；如上述代码中

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 推挽输出

第二个成员变量 GPIO_Mode 是用来设置对应 IO 端口的输出输入模式，

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

}GPIOMode_TypeDef;

其在上述代码中为

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出

第三个参数是 IO 口速度设置，有三个可选值，在 MDK 中同样是通过枚举类型定义：

typedef enum

{

GPIO_Speed_10MHz = 1,

GPIO_Speed_2MHz,

GPIO_Speed_50MHz

}GPIOSpeed_TypeDef;

在上述代码中

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO的配置即完成。设置 GPIO 端口的输入和输出状态多采用以下两种函数

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

比如我们要设置 GPIOB.5 输出 1 ，那么方法为：

GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);

反之如果要设置 GPIOB.5 输出位 0 ，方法为：

GPIO_ResetBits (GPIOB, GPIO_Pin_5);