开发环境：

IDE：MounRiver Studio

MCU：CH585

1 GPIO工作原理

熟悉单片机的朋友都知道，学习的第一个例程就是流水灯，要想实现流水灯，首先必须了解GPIO的工作原理。GPIO的基本结构如下图所示。

Figure 1‑1 I/O 端口的基本结构

CH585的 IO 口可以由软件配置成如下 8 种模式：

• 输入模式
• 浮空输入：浮空（floating）就是逻辑器件的输入引脚即不接高电平，也不接低电平。由于逻辑器件的内部结构，当它输入引脚悬空时，相当于该引脚接了高电平。一般实际运用时，引脚不建议悬空，易受干扰。 通俗讲就是让管脚什么都不接，浮空着。信号进入芯片内部后，既没有接上拉电阻也没有接下拉电阻，经由触发器输入。配置成这个模式后，用电压变量引脚电压为1点几伏，这是个不确定值。由于其输入阻抗比较大，一般把这种模式用于标准的通讯协议，比如IIC、USART的等。该模式是GD32复位之后的默认模式。

Figure 1‑2 输入浮空模式

• 上拉输入：上拉就是把电位拉高，比如拉到Vcc。上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平，电阻同时起限流作用，弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。上拉输入就是信号进入芯片后加了一个上拉电阻，再经过施密特触发器转换成0、1信号，读取此时的引脚电平为高电平。

Figure 1‑3 输入上拉模式

• 下拉输入：就是把电压拉低，拉到GND。与上拉原理相似。下拉输入就是信号进入芯片后加了一个下拉电阻，再经过施密特触发器转换成0、1信号，读取此时的引脚电平为低电平。

Figure 1‑4 输入下拉模式

• 模拟输入：信号进入后不经过上拉电阻或者下拉电阻，关闭施密特触发器，经由另一线路把电压信号传送到片上外设模块。模拟输入是指传统方式的输入，数字输入是输入PCM数字信号，即0、1的二进制数字信号，通过数模转换，转换成模拟信号，经前级放大进入功率放大器，功率放大器还是模拟的。比如传送给ADC模块，由ADC采集电压信号。所以可以理解为模拟输入的信号是未经处理的信号，是原汁原味的信号。

Figure 1‑5 模拟输入模式

• 输出模式
• 开漏输出：一般用在电平不匹配的场合，如需要输出5V的高电平。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)。

Figure 1‑6 开漏输出模式

• 复用开漏输出：可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）。端口必须配置成复用开漏功能输出模式。

Figure 1‑7 开漏复用功能

• 推挽式输出：可以输出高、低电平，连接数字器件；推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源决定。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，所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

Figure 1‑8 推挽式输出

• 推挽式复用输出

Figure 1‑9 推挽式复用功能

2 GPIO流水灯硬件电路分析

发光二极管是属于二极管的一种，具有二级管单向导电特性，即只有在正向电压（二极管的正极接正，负极接负）下才能导通发光。GPIO接发光二极管的负极，所以GPIO输出高电平LED灭，GPIO输出低电平LED亮。

Figure 2‑1 LED电路图

值得注意的，不同的开发板，LED连接的GPIO一般是不同的，请注意修改。这里将LED0接到PB8，LED1接到PB17。

3 GPIO 流水灯实现

3.1 GPIO 流水灯实现流程

笔者在上文已经分析了GPIO的原理及操作步骤，现在我们就来写代码吧。

GPIO是开发CH585最基本的配置，所以掌握GPIO的配置显得尤为重要。要实现流水灯，一般步骤可以总结为如下：

1) GPIO 时钟使能；

2) GPIO 端口模式设置；

3) 初始化IO口；

4) 编写处理函数；

3.2 流水灯代码实现

主函数代码如下：

#include "CH58x_common.h"

// 延时函数（约1ms，基于48MHz主频）
void Delay_Ms(uint32_t ms) {
    for(uint32_t i = 0; i < ms; i++) {
        for(uint32_t j = 0; j < 8000; j++) {
            __asm__("nop"); // 空指令延时
        }
    }
}

/*********************************************************************
 * @fn      main
 *
 * [url=home.php?mod=space&uid=2666770]@Brief[/url]   主函数
 *
 * [url=home.php?mod=space&uid=1141835]@Return[/url]  none
 */
int main()
{
    HSECFG_Capacitance(HSECap_18p);
    // 配置系统时钟（使用内部32MHz时钟）
    SetSysClock(CLK_SOURCE_HSE_PLL_62_4MHz);

    // 初始化GPIOB8, PB17为推挽输出（驱动能力5mA）
    GPIOB_ModeCfg(GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_17,
            GPIO_ModeOut_PP_5mA);

    // 初始状态：所有LED熄灭
    GPIOB_SetBits(GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_17);

    while(1)
    {
        GPIOB_SetBits(GPIO_Pin_17);
        GPIOB_ResetBits(GPIO_Pin_8); // 点亮LED
        Delay_Ms(200);  // 延时200ms
        GPIOB_SetBits(GPIO_Pin_8);
        GPIOB_ResetBits(GPIO_Pin_17);
        Delay_Ms(200);  // 延时200ms
    }
}

代码还是比较简单的，首先开启GPIO的时钟，然后对GPIO初始化，主要是设置模式和速率然后就可以控制GPIO高低电平了。

3.3 实验现象

将编译好的程序下载到板子中，可以看到LED灯依次闪烁。