COCOFLY 教程 ——疯壳无人机·系列·遥控器开发基础【1】GPIO(遥控器指示灯控制)

2020-3-26 14:42:19 2402 无人机

`` 本帖最后由小壳壳于 2020-3-26 16:46 编辑

GPIO(遥控器指示灯控制)
一、GPIO简介

GPIO(General-purpose input/output)，通用的输入输出的简称，单片机的引脚可以供使用者自由使用，可以配置为输出，也可以配置为输入。其中输出又可以是输出“高电平”或者“低电平”。在电子电路中“高电平”是电压高的状态，用逻辑来表示即为1，“低电平”是电压低的状态，用逻辑来表示即为0。

STM32F103系列是意法半导体基于ARM Cortex M3内核的32位单片机，遥控器上用的主核心是48脚的STM32F103C8T6，其片上的资源与飞控主板上的主核心STM32F103CBT6基本一致，不同点在于STM32F103C8T6的RAM为20kBytes、Flash为64kBytes，而STM32F103CBT6的RAM为20kBytes、Flash为128kBytes。其引脚如下图所示。

STM32F103C8T6的GPIO的功能较多，有A、B、C、D等四组GPIO，每组每个GPIO口都可以作为输出输出口使用之外，还能作为复用引脚使用，比如串口、I2C、SPI 等特殊接口的引脚。但是需要注意的是每个引脚的复用功能是有限制的，所以硬件连接时需要注意每个引脚有哪些复用功能，这个可以在 STM32F103的数据手册中查看。GPIO 口一共有 8 种模式，分别为：浮空输入，上拉输入，下拉输入，模拟输入，开漏输出，推挽输出，推挽式复用功能，开漏式复用功能如下表所示。

STM32F103GPIO工作模式

GPIO的工作模式
输入模式	输出模式	最大输出速度
（1）GPIO_Mode_IN_FLOAtiNG 浮空输入（2）GPIO_Mode_IPU 上拉输入（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入（4）GPIO_Mode_AIN 模拟输入	（1）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出（带上拉或者下拉）（2）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出（带上拉或者下拉）（3）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出（带上拉或者下拉）（4）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出（带上拉或者下拉）	（1）10MHZ （2）2MHZ （3）50MHZ

这8种功能我们就不一一介绍了，有兴趣可以上网搜索了解一下，这里主要讲解一下开漏输出和推挽输出的区别。
（1）开漏输出：
输出端相当于三极管的集电极. 需要上拉电阻才能得到高电平，利用外部上拉电阻的驱动能力，减少IC内部的驱动，驱动能力强，适合于做电流型的驱动，可达到20mA。
（2）推挽输出：
可以输出高，低电平,连接数字器件，是由两个参数相同的三极管或 MOSFET以推挽方式连接，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，所以导通损耗小、效率高，既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

总结一下：推挽输出可以输出强高低电平，连接数字器件；而开漏输出只可以输出低电平，高电平得靠外部电阻拉高。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）。

二、GPIO相关寄存器

STM32F103的每个GPIO端口有：两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL和GPIOx_CRH)、两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)、一个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR)、一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)、一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。

（1）GPIOx_CRL寄存器（x=A~G）

（2）GPIOx_CRH寄存器（x=A~G）

（3）GPIOx_IDR寄存器(x=A~G)

IDR是GPIO的输入数据寄存器。通过IDR寄存器可以读出IO的状态。需要注意的是IDR寄存器只能以字（16位）的形式读出。

（4）GPIOx_ODR寄存器(x=A~G)

ODR是GPIO的输出数据寄存器。通过ODR寄存器可以输出高低电平。

（5）GPIOx_BSRR寄存器(x=A~G)