STM32学习笔记(1)GPIO_pb13 gpioc-优快云博客

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前言

本文章主要记录了我学习STM32F103C8T6的过程，通过标准库进行开发，内容部分学习了江科大的视频，代码和注释基本上是自己手打，配图来自江科大中文参考手册。

笔记

STM32是STMicroelectronics（意法半导体）推出的一系列32位ARM Cortex-M微控制器，广泛应用于嵌入式系统开发。

关于该单片机的主要外设:

三种主要开发方式

1.使用标准库（Standard Peripheral Library）：这是ST官方提供的一种开发方式，它提供了一套标准的库函数，用于访问和控制STM32的外设和功能。开发者可以直接调用这些库函数来实现对GPIO、ADC、USART等外设的控制。这种方式的优点是简单易用，代码可读性好，但可能在性能上不如直接操作寄存器的方式。

2.使用硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer, HAL）库： HAL库是ST在较新的STM32系列中推荐使用的开发方式，它提供了一个硬件抽象层，使得代码更加可移植。 HAL库提供了一组统一的API，可以用于不同的STM32系列，使得代码可以在不同的STM32芯片之间移植。这种方式的优点是代码可移植性高，易于维护，但可能会因为抽象层的存在而牺牲一些性能。

3.直接操作寄存器（Register Level Programming）：这是最底层的开发方式，开发者需要直接编写代码来操作STM32的寄存器。这种方式可以提供最大的灵活性和控制力，允许开发者充分利用STM32的性能。优点是性能最优，可以精确控制硬件行为，但缺点是代码复杂，可读性差，且容易出错。

关于GPIO

GPIO（General Purpose Input Output）通用输入输出口

可配置为8种输入输出模式

引脚电平：0V~3.3V，部分引脚可容忍5V

输出模式下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等输入模式下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等

在STM32中，所有的GPIO口都是挂载中PB2外设总线上的，STM32内部的寄存器都是32位的，但GPIOX端口只有16位，所以只有低16位对应有端口

GPIO8种模式

输出模式是指将GPIO对应端口置高低电平，输入模式是指单片机从对应端口读取高低电平

高阻态表示输出端不对外提供电压信号，既不输出高电平也不输出低电平，而是等效于断开状态，类似于电路中没有连接的情况

推挽输出：高低电平都有较强的驱动能力

开漏输出：只有低电平有驱动能力

输入：上下拉电阻阻值较大，所以是弱上拉和弱下拉，目的是尽量不影响正常的输入操作

GPIO位结构

如果选择对输出数据寄存器进行配置，就是普通的I/O口输出，因为输出数据寄存器同时控制16个端口，并且这个寄存器只能整体读写，如果想只控制某一个端口而不影响其他端口的话，需要一些特殊操作，第一种方式是先读出这个寄存器，然后用按位与和按位或的方式更改某一位；第二种方式是通过位设置/清除寄存器，如果要对某一位进行置1的操作就在位设置寄存器对应位上写1，如果要对某一位进行置0的操作就在位清楚寄存器对应位上写0.

STM32寄存器映射

#define ETH_MAC_BASE          (ETH_BASE)
#define ETH_MMC_BASE          (ETH_BASE + 0x0100)
#define ETH_PTP_BASE          (ETH_BASE + 0x0700)
#define ETH_DMA_BASE          (ETH_BASE + 0x1000)

#define FSMC_Bank1_R_BASE     (FSMC_R_BASE + 0x0000) /*!< FSMC Bank1 registers base address */
#define FSMC_Bank1E_R_BASE    (FSMC_R_BASE + 0x0104) /*!< FSMC Bank1E registers base address */
#define FSMC_Bank2_R_BASE     (FSMC_R_BASE + 0x0060) /*!< FSMC Bank2 registers base address */
#define FSMC_Bank3_R_BASE     (FSMC_R_BASE + 0x0080) /*!< FSMC Bank3 registers base address */
#define FSMC_Bank4_R_BASE     (FSMC_R_BASE + 0x00A0) /*!< FSMC Bank4 registers base address */

#define DBGMCU_BASE          ((uint32_t)0xE0042000) /*!< Debug MCU registers base address */

/** 
  * @brief General Purpose I/O
  */

typedef struct
{
  __IO uint32_t CRL;
  __IO uint32_t CRH;
  __IO uint32_t IDR;
  __IO uint32_t ODR;
  __IO uint32_t BSRR;
  __IO uint32_t BRR;
  __IO uint32_t LCKR;
} GPIO_TypeDef;
#define GPIOA_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)

#define GPIOA               ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)

通过代码可以看出：挂载在同一总线上的外设，除了第一个外设地址是固定数值，其他外设地址都是通过上一级基地址+偏移量

另外，标准库大量创建对应外设的新结构体变量名，通过宏定义将外设名映射为一个该结构体的变量（等同于通过宏定义创建了一个结构体变量），再通过宏定义将变量映射到对应外设的地址，

所以我们可以通过 GPIOA.CRL来对寄存器进行操作

代码实操

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

int main(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);//使用RCC开启GPIO的时钟
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);//使用GPIO_Init函数初始化GPIO
	GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);//将PB13置1
	GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);//将PB13置0
	while(1)
	{
		
	}
	
}

1.使用RCC开启GPIO的时钟（使用到什么外设就要打开对应外设的时钟，EXTI例外，NVIC是内核外设也不用手动打开时钟

2.使用GPIO_Init函数初始化GPIO

3.使用输出或者输入函数控制GPIO口