GPIO介绍+设置入门

1.    什么是GPIO？

GPIO（General Purpose Input Output）：通用输入输出，自己认为GPIO按电子类说法是：提供、接收高、低电平，按计算机类说法是：提供、接收0、1值。

2.         为什么使用GPIO？

当微控制器或芯片组没有足够的I/O端口，或者当系统需要采用远端串行通信或控制时，GPIO提供了额外的控制和监视功能。

3.         GPIO有哪些优点？

低功耗、灵活的灯光控制、响应时间快、布线简单

4.         怎样使用GPIO？

步骤：    1.    设置引脚连接GPIO

              2.    设置I/O为输入还是输出

              3.    设置输出置位还是清零

5.         应用实例

实例目的：控制蜂鸣器间断鸣叫

1、STM32的输入输出管脚有下面8种可能的配置：（4输入+2输出+2复用输出）

① 浮空输入_IN_FLOATING

② 带上拉输入_IPU  

③ 带下拉输入_IPD           

④ 模拟输入_AIN
⑤ 开漏输出_OUT_OD     

⑥ 推挽输出_OUT_PP

⑦ 复用功能的推挽输出_AF_PP

⑧ 复用功能的开漏输出_AF_OD

1.1   I/O口的输出模式下，有3种输出速度可选(2MHz、10MHz和50MHz)，这个速度是指I/O口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度，输出信号的速度与程序有关（芯片内部在I/O口的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路，用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路）。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块，达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。高频的驱动电路，噪声也高，当不需要高的输出频率时，请选用低频驱动电路，这样非常有利于提高系统的EMI性能。当然如果要输出较高频率的信号，但却选用了较低频率的驱动模块，很可能会得到失真的输出信号。

关键是GPIO的引脚速度跟应用匹配（推荐10倍以上？）。比如：

1.1.1       对于串口，假如最大波特率只需115.2k，那么用2M的GPIO的引脚速度就够了，既省电也噪声小。

1.1.2       对于I2C接口，假如使用400k波特率，若想把余量留大些，那么用2M的GPIO的引脚速度或许不够，这时可以选用10M的GPIO引脚速度。

1.1.3       对于SPI接口，假如使用18M或9M波特率，用10M的GPIO的引脚速度显然不够了，需要选用50M的GPIO的引脚速度。

1.2         GPIO口设为输入时，输出驱动电路与端口是断开，所以输出速度配置无意义。

1.3         在复位期间和刚复位后，复用功能未开启，I/O端口被配置成浮空输入模式。

1.4         所有端口都有外部中断能力。为了使用外部中断线，端口必须配置成输入模式。

1.5         GPIO口的配置具有上锁功能，当配置好GPIO口后，可以通过程序锁住配置组合，直到下次芯片复位才能解锁。

2、在STM32中如何配置片内外设使用的IO端口

首先，一个外设经过 ①配置输入的时钟和 ②初始化后即被激活(开启)；③如果使用该外设的输入输出管脚，则需要配置相应的GPIO端口（否则该外设对应的输入输出管脚可以做普通GPIO管脚使用）；④再对外设进行详细配置。

对应到外设的输入输出功能有下述三种情况：
一、外设对应的管脚为输出：需要根据外围电路的配置选择对应的管脚为复用功能的推挽输出或复用功能的开漏输出。
二、外设对应的管脚为输入：则根据外围电路的配置可以选择浮空输入、带上拉输入或带下拉输入。
三、ADC对应的管脚：配置管脚为模拟输入。

如果把端口配置成复用输出功能，则引脚和输出寄存器断开，并和片上外设的输出信号连接。将管脚配置成复用输出功能后，如果外设没有被激活，那么它的输出将不确定。

3、通用IO端口（GPIO）初始化：

3.1            GPIO初始化

3.1.1       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | B | C, ENABLE)：使能APB2总线外设时钟

3.1.2       RCC_ APB2PeriphResetCmd (RCC_APB2Periph_GPIOA | B | C, DISABLE)：释放GPIO复位

3.2            配置各个PIN端口（模拟输入_AIN、输入浮空_IN_FLOATING、输入上拉_IPU、输入下拉_IPD、开漏输出_OUT_OD、推挽式输出_OUT_PP、推挽式复用输出_AF_PP、开漏复用输出_AF_OD）

3.3            GPIO初始化完成