今天来说一说，GPIO，对于新手来说，GPIO就好比我在学习开车之前得学会如何开门一样，由此可以看出这对于我学习STM32 的重要性，废话不多说，先总结一下STM32F103ZE的开发板里总共有7组IO口，每组IO口有16个IO，即这块板子总共有112个IO口分别是GPIOA~GPIOG。GPIO的工作模式主要有八种：4种输入方式，4种输出方式，分别为输入浮空，输入上拉，输入下拉，模拟输入；输出方式为开漏输出，开漏复用输出，推挽输出，推挽复用输出。对应的为：（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入
（2）GPIO_Mode_IN_FLOAtiNG 浮空输入
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入
（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出
（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出 对于初学者来说很难理解什么叫做输入浮空，开漏，推挽等，可以粗俗的理解为浮空就是浮在半空，可以被其他物体拉上或者拉下。开漏，就可以理解为一个NPN管集电极是开路的，可以接3.3V或者5V，推挽就是有推有拉电平都是确定的，不需要上拉和下拉。下面的图给出了GPIO的原理，第一个图（引自正点原子原理PPT）是讲述输入浮空时的走势图。首先再解释一下推挽输出，根据资料显示：推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，故导通损耗小、效率高。再者：开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内)。我的逻辑思维就是得知道这个东西在实际中是干啥的我才可以理解，所以我就查询资料得到下面的应用总结：（1）浮空输入_IN_FLOATING ——浮空输入，可以用于按键输入
（2）带上拉输入：IO内部上拉电阻输入
（3）带下拉输入：内部下拉电阻输入
（4） 模拟输入：主要应用于ADC模拟输入，或者低功耗下省电
（5）开漏输出：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。一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS 电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）
（6）推挽输出：IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的
（7）复用功能的推挽输出：片内外设功能（I2C的SCL,SDA）
（8）复用功能的开漏输出：片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS） 基于对GPIO的理解编写了第一个跑马灯的实验，运用寄存器和库函数分别实现了一遍：跑马灯的思路都是先初始化IO时钟，再初始化IO口，最后设置IO输出的高低电平。寄存器版本的跑马灯代码如下：这是在MDK5上建立的一个led.c的初始化led的函数。
- #include "stm32f10x.h"
- #include "led.h"
- //three steps:
- //1,enable IO time
- //2,enable IO
- //3,operate IO
- void __Led_Init_()
- {
- //1,enable IO time
- RCC->APB2ENR|=1<<3;//不影响其他的情况下用,这是第三位为B，led的硬件连接为PB5和PE5
- RCC->APB2ENR|=1<<6;
- //2,enable IO，由于是第五位IO口属于低配置调用低配置寄存器
- GPIOB->CRL&=0xFF0FFFFF;
- GPIOB->CRL|=0xFF3FFFFF;
- GPIOB->ODR|=1<<5;
- GPIOE->CRL&=0xFF0FFFFF;
- GPIOE->CRL|=0xFF3FFFFF;
- GPIOE->ODR|=1<<5;
- }
- 头文件代码如下：主要就是预编译申明
- #ifndef __LED_H
- #define __LED_H
- void __Led_Init_(void);
- #endif
- 主函数代码如下：
- #include "led.h"
- #include "stm32f10x.h"
- #include "delay.h"
- int main(void)
- {
- delay_init();
- __Led_Init_();
- while(1)
- {
- GPIOB->ODR|=1<<5;
- GPIOB->ODR&=~(1<<5);
- delay_ms(300);
- GPIOB->ODR|=1<<5;
- GPIOE->ODR|=1<<5;
- GPIOE->ODR&=~(1<<5);
- delay_ms(300);
- GPIOE->ODR|=1<<5;
- }
- // while(1){
- // GPIOB->ODR|=1<<5;
- // GPIOE->ODR|=1<<5;
- // delay_ms(500);
- //
- // GPIOB->ODR=~(1<<5);
- //
- // GPIOE->ODR=~(1<<5);
- // delay_ms(500);
- // }
- }
- 下面的为基于库函数版本的：
- #include "stm32f10x_rcc.h"
- #include "led.h"
- void _led_init(void)
- {
- //跑马灯实验三步走：
- //一、先使能时钟；
- //二、gpio初始化
- //三、控制led灯
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitST;
- //第一步：使能时钟
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);
- //second step:GPIO INIT
- GPIO_InitST.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
- GPIO_InitST.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//第五个口，PE5、PB5
- GPIO_InitST.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitST);//PB5
- GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//set 1
- GPIO_InitST.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
- GPIO_InitST.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//第五个口，PE5、PB5
- GPIO_InitST.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitST);//PE5
- GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);//set high
- }
- 基于库函数版本的头文件
- #ifndef __LED_init_//没有定义就执行下面代码
- #define __LED_init_
- void _led_init(void);
- #endif
- 基于库函数的主函数：
- #include "led.h"
- #include "delay.h"
- int main(void)
- {
- _led_init();
- delay_init();
- while(1)
- {
- GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//set 0
- delay_ms(300);
- GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//set 1
- delay_ms(300);
- GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);//set 0
- delay_ms(300);
- GPIO_SetBits(GPIOE,GPIO_Pin_5);//set 1
- delay_ms(300);
- }
- }
当然我们还可以根据位操作来直接进行，或者定义一些宏定义可以把主函数的代码简化，综合上述库函数和寄存器版本的代码，分析可以看出，对于初学者最好能两种都学习，因为库函数也是基于寄存器进行操作的，只有理解了底层的寄存器，我们以后自己编程才可以知道如何修改或者编写更加复杂的代码。
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