STM32—GPIO操作（基于STM32F051开发板）

: p+ x: S, `, }- s+ A内容概述：

GPIO的基本概念及寄存器介绍

照亮电子世界的那盏灯——LED寄存器版

照亮电子世界的那盏灯——LED库函数版

初识人机交互——按键

" q0 h( [4 D+ m; @& l, H

GPIO的基本概念及寄存器介绍：

内容概述：

GPIO接口简介

GPIO功能复用

GPIO寄存器介绍

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。

+ N1 l' G2 k& c$ g8 h$ _

% \$ y) x/ i' ^, w5 D' }$ c; U

% A1 F& w; {* Y  d4 f; }4 z; {$ W
. H0 N( P4 b$ E8 d

GPIO寄存器介绍：

STM32F051-GPIO常用寄存器：（下文会具体介绍）

    4个32位配置寄存器

        GPIOx_MODER（端口模式寄存器）,  GPIOx_OTYPER（端口输出类型寄存器）,  GPIOx_OSPEEDR（输出速度寄存器），    GPIOx_PUPDR（上拉 / 下拉寄存器）

    2个32位数据寄存器

        GPIOx_IDR（输入数据寄存器） 、GPIOx_ODR（输出数据寄存器）

    1 个32 位置位 / 复位寄存器

        GPIOx_BSRR（置位 / 复位寄存器）

    2 个 32 位复用功能配置寄存器

        GPIOx_AFRH （复用功能高位寄存器）、GPIOx_AFRL（复用功能低位寄存器）

9 p8 ]) d5 w# u$ C

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

GPIO寄存器MODER（端口模式寄存器）：

5 e  y4 E: F5 U- P8 f

                                             

7 {1 F. s* K) P7 `* D  \  L' b

GPIO 端口模式寄存器 (GPIOx_MODER) (x = A..D,F)   

偏移地址： 0x00   

复位值：  

●  0x2800 0000 端口 A  

●  0x0000 0000 其他口

GPIO寄存器OTYPER（端口输出类型寄存器）：

8 c! [$ W6 Q0 X! {! C1 e

' Z; }6 s1 p1 U6 h

                                 

4 [/ z; U' t3 X

GPIO 端口输出类型寄存器 (GPIOx_OTYPER) (x = A..D,F)  

, Y" _: S# I9 ?; x; F

偏移地址： 0x04  

复位值： 0x0000 0000

GPIO工作原理框图：

+ n1 M5 s. T) ?" K" o! _9 ]; A* V) p1 ?8 ~
; K3 [$ N  G, |+ V. O% _

GPIO寄存器OSPEEDR（输出速度寄存器）：

                                                

9 a; W# Q% M; Q( g

GPIO 口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x08      

复位值： 0x0000 0000

GPIO寄存器PUPDR（上拉 / 下拉寄存器）：

0 x: ^" r* A1 k/ X/ H

                                                  

8 R- C) N) z4 m- ?

GPIO 口上拉 / 下拉寄存器 (GPIOx_PUPDR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x0C      

复位值：   

● 0x2400 0000 端口 A   

● 0x0000 0000 其它端口

2 M, `5 v9 ^/ A+ q2 Z# q4 [7 Q

GPIO寄存器IDR（输入数据寄存器）：

                                    

6 L% u% j/ q) z' O9 C$ k
' U) {5 w2 `7 g+ T5 h! ]: Y) ?1 y

GPIO 端口输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x10      复位值： 0x0000 XXXX (X 表明不定 )

GPIO寄存器ODR（输出数据寄存器）：

) r) c2 K; f1 t! M! E/ t) R
! p& g9 z3 W6 l* T: \

                                      

+ u8 V  o6 _8 x/ ~9 N- `9 n/ I

GPIO 端口输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x14      复位值： 0x0000 0000

GPIO寄存器BSRR（置位 / 复位寄存器）：

: D: r- P! W0 s. v/ }

2 v$ Q* i2 r4 e% E6 w

                                             

; E, Y5 z7 ?9 C; r! j+ M

GPIO 端口置位 / 复位寄存器 (GPIOx_BSRR) (x = A..D,F)      

偏移地址： 0x18      复位值： 0x0000 0000

GPIO寄存器AFRL（复用功能低位寄存器）：

$ E, t% C; E. g: A. v& `# x7 L# i

                                       

GPIO 复用功能低位寄存器 (GPIOx_AFRL) (x = A..B)      

偏移地址： 0x20       复位值： 0x0000 0000

GPIO寄存器AFRH（复用功能高位寄存器）：

) V7 C. h% k& b& F* o4 ?( Q2 ~; u

: G% W& B" c1 J2 R. t4 [2 U3 |
7 b$ ]! R9 f4 u6 o  D# i- m- @

                                 

, I4 T3 V2 @: {, j, t

GPIO 复用功能高位寄存器 (GPIOx_AFRH) (x = A..B)      

偏移地址： 0x24       复位值： 0x0000 0000

+ O. {- G; M) y- \5 a+ C

照亮电子世界的那盏灯——LED寄存器版

$ G+ R( _9 a, k

内容概要：

硬件原理图分析

编程步骤分析

编程实例操作

硬件原理图分析：

使能GPIO的时钟：

# w& U+ o3 j  d

AHB 外部时钟使能寄存器 (RCC_AHBENR)   

偏移地址 : 0x14   

复位值 : 0x0000 0014   

访问：无等待周期，字，半字和字节访问

编程步骤分析：

3 r; [. n" l0 M4 }5 c

1. 开启GPIOB的时钟
     Q7 C. ]* G0 C4 k. ^8 M$ O% w3 ?' r
2. RCC->AHBENR  |=  1<<18;            
   
3. 
   & a1 z: [$ h$ f6 D* \* B5 ^
4. 配置PB0 PB1 PB2接口   
   
5. GPIOB->MODER |= (1<<0)|(1<<2)|(1<<4);    //设置PB0, PB1, PB2为通用输出模式
   - Z  _; E$ a( M9 ^) A: C2 X1 {
6. GPIOB->OTYPER = 0x0;    //设置PB0, PB1, PB2为通用推挽输出
   
7. GPIOB->OSPEEDR = 0x0;   //设置输出速度为低速
   
8. 
   
9. 控制LED
   
10. GPIOB->BSRR = (1<<16)|(1<<17)|(1<<18);     //复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
    * ?# @) J; m2 G& D- ~; `7 p9 d) m
11. GPIOB->BSRR = (1<<0)|(1<<1)|(1<<2);    //置位PB0, PB1, PB2 既熄灭LED

复制代码

0 L( b, P" t; s2 R8 ^
+ [8 Z  P, p- M& P5 N: v! D: Q8 @照亮电子世界的那盏灯——LED库函数版

8 s, O2 o5 E. w+ |

内容概要：

硬件原理图分析

CubeMX配置

编程实例操作

硬件原理图分析：

8 U5 u, W9 `: d( v) H0 N* `

CubeMX的配置：

0 ?. e% Q! ?& S9 q  m1 g* ?

/ m: g+ _+ T  H! o+ ^+ |- ?

! D* G. [6 A! G7 P

初始化关键代码分析：

! @' j9 R/ t3 I. ~0 C5 Y7 U

1. 开启GPIOB的时钟
   
2. RCC->AHBENR  |=  1<<18;            
   6 g# f' N1 R5 j) z% j  E, ^
3. 
   
4. 配置PB0 PB1 PB2接口   
   ! b" @9 C, F; q$ D3 Q' H
5. GPIOB->MODER |= (1<<0)|(1<<2)|(1<<4);    //设置PB0, PB1, PB2为通用输出模式
   
6. GPIOB->OTYPER = 0x0;    //设置PB0, PB1, PB2为通用推挽输出
   
7. GPIOB->OSPEEDR = 0x0;   //设置输出速度为低速
   
8. 
   
9. 控制LED
   
10. GPIOB->BSRR = (1<<16)|(1<<17)|(1<<18);     //复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
    
11. GPIOB->BSRR = (1<<0)|(1<<1)|(1<<2);    //置位PB0, PB1, PB2 既熄灭LED

复制代码

: U1 L1 Q; S( `4 l4 }

控制LED关键代码分析：

% G+ \" U* _* @( l2 L% K1 s; R8 r

1. 
   " I9 a! ?  ~/ t' G# G. h, `) d
2. 复位PB0, PB1, PB2 既点亮LED
     H5 Z" q; N/ Z
3. HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,  GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
   
4. 
   
5. 置位PB0, PB1, PB2 既熄灭LED
   
6. HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,  GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);

复制代码

4 p/ K; s7 V4 H2 J* L初识人机交互——按键

内容概要：

硬件原理图分析

CubeMX配置

编程实例操作

硬件原理图分析：

CubeMX的配置：

( ~$ [8 X! m- _5 m8 \' Y* l0 I: t

STM32F0硬件：

编程实例操作：按下按键灯的状态会进行翻转

9 _; n  a$ M7 c$ F! h8 {& d

1. 
     V0 F+ S% @' Y! {1 l: u- v
2. ​while (1)
   , X4 |) d" p. G1 R- q
3.   {
   
4.                 while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8)); //判断按键是否按下
   - G9 o6 K5 H+ F: j0 b
5.                 HAL_Delay(20);  //延时消抖
   ( N4 e) v" ^: ^. S, n: z$ e
6.                 while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8));  //再次判断按键是否还是按下状态
   ( s6 J* D* q3 s8 {/ l7 i1 ?
7.                 HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2); //使灯翻转（亮灭）
   0 P/ G+ h  c5 k( x: A* u1 h9 I: ]& y
8.                 while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_8));  //判断按键是否抬起
   : |' c# J) C, @. A' z; x" {/ `
9.                 HAL_Delay(20);   //延时消抖
   
10.   }

复制代码

: u* d/ p# N8 C
) |! v$ L1 j9 h* `  f6 r
" F# x2 Z3 i% y. W& C: A# {

写的很详细，很清晰