1 GPIO功能模式
GPIO有八种工作模式
1、输入浮空 -该模式可以用于按键检测等场景。
2、输入上拉 -上拉电阻导通，施密特触发器打开，输出被禁止。使用内部电阻（内部电阻较大）为“弱上拉”不适合做电流型驱动空闲时，IO呈现高电平
3、输入下拉 -下拉电阻导通，施密特触发器打开，输出被禁止。使用内部电阻（内部电阻较大）为“弱下拉”不适合做电流型驱动空闲时，IO呈现低电平
4、模拟功能 -上下拉电阻断开，施密特触发器关闭，双 MOS管也关闭。上下拉电阻断开，施密特触发器关闭，双 MOS管也关闭。
特点：专门用于模拟信号输入或输出，如：ADC和DAC
5、开漏输出 -STM32的开漏输出模式是数字电路输出的一种，从结果上看它只能输出低电平 Vss或者高阻态，常用于 IIC通讯（IIC_SDA）或其它需要进行电平转换的场景。
特点：不能输出高电平, 必须有外部（或内部)上拉才能输出高电平(F1)
6、推挽输出 -STM32的开漏输出模式是数字电路输出的一种，从结果上看它只能输出低电平 Vss或者高阻态，常用于 IIC通讯（IIC_SDA）或其它需要进行电平转换的场景。
特点：可输出高低电平， 驱动能力强
7、开漏式复用功能 -STM32的开漏输出模式是数字电路输出的一种，从结果上看它只能输出低电平 Vss或者高阻态，常用于 IIC通讯（IIC_SDA）或其它需要进行电平转换的场景。特点：
1、不能输出高电平，必须有外部（或内部）上拉才能输出高电平
2、由其他外设控制输出
8、推挽式复用功能 -复用功能介绍请查看开漏式复用功能，结构分析请参考推挽输出模式（SPI的SCK）
特点：
1、可输出高低电平, 驱动能力强
2、由其他外设控制输出
图13.1.2.1详细查STM32F103开发指南
1，STM32工作电压范围？
2
V ≤ VDD ≤ 3.6 V
2，GPIO识别电压范围？
COMS端口：-0.3V ≤ VIL ≤
1.164V
1.833V ≤ VIH ≤ 3.6V
3，GPIO输出电流?
单个IO，最大25mA
TTL触发器（整型为方波）
P-MOS&N-MOS管
G：栅极：G=1，N-MOS导通；G=0，P-MOS导通
D：漏极
P：Vgs<0，导通
N：Vgs>0，导通
总结：F4/F7/H7系列和F1系列的GPIO差异点?
1，F1在输出模式，禁止使用内部上下拉，F4/F7/H7在输出模式，可以使用内部上下拉；
2，不同系列IO翻转速度可能不同；
2.GPIO寄存器介绍
（F1系列）GPIO通用寄存器GPIOX_yyy |
CRL | CRH | IDR | ODR | BSRR | BRR | LCKR |
配置工作模式，输出速度
| 输入数据 | 输出数据 | 设置ODR寄存器的值 | F4之后没有这个寄存器，考虑代码兼容性的话不建议使用 | 配置锁定，用得不多 |
（F4/F7/H7系列）GPIO通用寄存器GPIOX_yyy |
MODER | OTYPER | OSPEEDR | PUPDR | IDR | ODR | BSRR | LCKR |
设置模式 | 设置输出 类型 | 设置输出 速度 | 设置上下拉电阻 | 输入数据 | 输出数据 | 设置ODR寄存器值 | 配置锁定，用得不多
|
命名注：（F1系列）GPIO通用寄存器GPIOX_yyy A端口类
（F4/F7/H7系列）GPIO通用寄存器GPIOX_yyy B端口类
A端口配置寄存器（GPIOx_CRL 和 GPIO_x_CRH）
这两个寄存器都是 GPIO口配置寄存器，不过 CRL控制端口的低八位(Px0-Px7的IO口)，CRH控制端口的
高八位（Px8-Px15的IO口）。
A8种工作模式对应的配置
2个配置寄存器就是用来配置 GPIO的相关工作模式和工作速度，它们通过不同的配置组合方法，就决定我们所说的 8种工作模式。
输入上拉/下拉电阻通过ODR寄存器来设置
A端口输出入数据寄存器（IDR）
用于判断IO引脚的电平
A端口输出数据寄存器（ODR）
该寄存器用于控制 GPIOx的输出高电平或者低电平，寄存器描述如图 13.1.3.3所示。
用于设置IO引脚输出的电平
A端口置位/复位寄存器（BSRR）
该寄存器也用于控制 GPIOx的输出高电平或者低电平，寄存器描述如图 13.1.3.4所示
用于设置ODR寄存器
B端口模式寄存器（MODER）
用于设置模式
B端口输出类型寄存器（OTYPER）
用于设置输出类型
B端口输出速度寄存器（OSPEEDR）
用于设置IO的输出速度
B端口上拉/下拉寄存器（PUPDR）
用于设置上拉/下拉电阻
B8种工作模式对应的配置
用于读取IO引脚的电平
B端口输出数据寄存器（ODR）
用于设置IO引脚输出的电平
B端口置位/复位寄存器（BSRR）
用于设置ODR寄存器
思考
ODR和BSRR寄存器控制输出有什么区别？
GPIOB->ODR|= 1 << 3; /* PB3= 1 */
GPIOB->BSRR= 0x00000008; /* PB3 = 1 */
ODR修改：读à改à写
BSRR修改： 写
ST官方给的答案：使用ODR，在读和修改访问之间产生中断时，可能会发生风险；BSRR则无风险
总的来说，建议大家使用BSRR寄存器控制输出！
通用外设驱动模型（四步法）（掌握）
初始化 | 时钟设置，参数设置，OI设置，中断设置（开中断，设NVIC） |
读函数（可选） | 从外设读取数据 |
写函数（可选） | 往外设写入数据 |
中断服务函数（可选） | 根据中断标志，处理外设各种中断事务（可选） |
- 时钟设置 __HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()
- 设置工作模式 HAL_GPIO_Init()
- 设置输出状态（可选） HAL_GPIO_WritePin HAL_GPIO_TogglePin()
- 读取输入状态（可选） HAL_GPIO_ReadPin()
HAL库驱动函数 | 主要寄存器 | 功能 |
__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()
| F1：RCC_APB2ENR F4：RCC_AHB1ENR F7：RCC_AHB1ENR H7：RCC_AHB4ENR | 开启GPIO时钟 |
HAL_GPIO_Init(...) | F1：CRL、CRH、ODR F4/F7/H7：MODER、OTYPER、 OSPEEDR、PUPDR | 初始化GPIO |
HAL_GPIO_WritePin(...) | BSRR | 控制IO输出高/低电平 |
HAL_GPIO_TogglePin(...) | BSRR | 每次调用IO输出电平翻转一次 |
HAL_GPIO_ReadPin(...) | IDR | 读取IO电平 |
3.点亮一个LED灯
0805贴片发光二极管参考：
红色：压降范围1.82~1.88V
电流范围5~8mA
绿色：压降范围1.75~1.82V
电流范围3~5mA
蓝色：压降范围1.8~2.2V
电流范围8~10mA
不算LED内阻，电流I=(VCC-压降)/R电阻=（3.3-1.82）/510 =2.9mA
电流微低影响的是亮度
点亮LED灯代码模块
/*----------点亮LED灯代码模块(led.c)--------*/
/*----------------------------------------*/
#include "./BSP/LED/led.h"
void led_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_5;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init_struct);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
}
/*----------点亮LED灯代码模块(led.h)--------*/
/******************************************/
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
void led_init(void);
#endif
/*----------点亮LED灯代码模块(main.c)--------*/
/*******************************************/
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
int main(void)
{
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */
delay_init(72); /* 延时初始化 */
led_init(); /* LED初始化 */
while(1)
{
/******************方法一*******************/
// HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET); /* PB5置1 */
// delay_ms(200);
// HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); /* PB5置0 */
// delay_ms(200);
/******************方法二*******************/
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_5);//每次调用IO输出电平翻转一次
delay_ms(200);
}
}
按键控制LED灯模块
/*----------按键控制LED灯代码模块(main.c)--------*/
/********************************** *********/
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LED/key.h"
int main(void)
{
HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */
sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 设置时钟, 72Mhz */
delay_init(72); /* 延时初始化 */
led_init(); /* LED初始化 */
key_init(); /* KEY初始化 */
while(1)
{
delay_ms(200); //消抖
if(key_scan())
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_5);
}
else
{
delay_ms(10);
}
}
}
/*----------按键控制LED灯代码模块(key.c)--------*/
/**********************************************/
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
void key_init(void)//按键初始化函数
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct; //
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_2;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_struct);
}
uint8_t key_scan(void)//按键扫描函数
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5)==0) //读取按键电平
{
delay_ms(10); //消抖
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5)==0)//等待按键松开
{
return 1; //返回值1
}
}
return 0; //返回值0
}
/*----------按键控制LED灯代码模块(key.h)--------*/
/**********************************************/
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
void key_init(void);
uint8_t key_scan(void);
#endif
按键的LED初始化同“点亮一个LED灯”！！！
//初始化PB1为输出.并使能时钟
//LED IO初始化
/*下面主函数是使用HAL库函数实现控制IO口输出*/
#include "led.h"
int main(void)
{
HAL_Init(); //初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9); //设置时钟,72M
delay_init(72); //初始化延时函数
LED_Init(); //初始化LED
while(1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET); //LED0对应引脚PB5拉低，亮，等同于LED0(0)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET); //LED1对应引脚PE5拉高，灭，等同于LED1(1)
delay_ms(500); //延时500ms
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET); //LED0对应引脚PB5拉高，灭，等同于LED0(1)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET); //LED1对应引脚PE5拉低，亮，等同于LED1(0)
delay_ms(500); //延时500ms
}
}
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
/*下面主函数是使用HAL库函数实现控制IO口输出*/
int main(void)
{
HAL_Init(); //初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(RCC_PLL_MUL9); //设置时钟,72M
delay_init(72); //初始化延时函数
LED_Init(); //初始化LED
while(1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET); //LED0对应引脚PB5拉低，亮，等同于LED0(0)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET); //LED1对应引脚PE5拉高，灭，等同于LED1(1)
delay_ms(500); //延时500ms
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET); //LED0对应引脚PB5拉高，灭，等同于LED0(1)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET); //LED1对应引脚PE5拉低，亮，等同于LED1(0)
delay_ms(500); //延时500ms
}
}
