GPIO寄存器以STM32F429IGTx为例

  • 每组GPIO端口的寄存器包括：
  • 4个32位配置寄存器
  • 一个端口模式寄存器（GPIOx_MODER）(x = A..I)
  • 一个端口输出类型寄存器（GPIOx_OTYPER） (x = A..I)
  • 一个端口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR) (x = A..I/)
  • 一个端口上拉下拉寄存器（GPIOx_PUPDR） (x = A..I/)
  • 这四个寄存器就可以组成八种IO口的不同状态
  • 2个32位数据寄存器
  • 一个端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR） (x = A..I)
  • 一个端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR） (x = A..I)
  • 1个32位置位/复位寄存器
  • 一个端口置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR） (x = A..I)
  • 1个32位锁存寄存器
  • 一个端口配置锁存寄存器（GPIOx_BSRR）
  • 2个32位复用共功能寄存器
  • 两个复用功能寄存器（地位GPIOx_AFRL & GPIOx_AFRH）
  • GPIO 复用功能低位寄存器 (GPIOx_AFRL) (x = A..I)
  • GPIO 复用功能高位寄存器 (GPIOx_AFRH) (x = A..I)


  1. 每组IO口有10个寄存器组成，如果芯片有GPIOA~GPIOI，9个组那么一共有90个寄存器
  2. 如果配置一个IO口需要2个位，那么刚好32位寄存器配置一组IO口16个IO口
  3. 如果配置一个IO口只需要1个位，一般高16位保留
  4. BSRR寄存器32位分为低16位BSRRL和高16位BSRRH，BSRRL配置一组IO口的16个IO口的状态（1），BSRRH配置复位状态（0）。

每组GPIO端口的寄存器包括：

4个32位配置寄存器

一个端口模式寄存器（GPIOx_MODER）(x = A…I)

GPIO端口模式寄存器有32位。又分成了16组，每组有两位，每两位控制一个IO口。

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_复用

位 2y:2y+1 MODERy[1:0]：
	端口 x 配置位 (Port x configuration bits) (y = 0..15)
这些位通过软件写入，用于配置 I/O 方向模式。
00：输入（复位状态）（浮空输入）
01：通用输出模式
10：复用功能模式
11：模拟模式

一个端口输出类型寄存器（GPIOx_OTYPER） (x = A…I)

GPIO端口输出类型寄存器有32位但是只用了低16位。每位控制一个IO口。

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_perf stat监控PMU寄存器_02

位 31:16 保留，必须保持复位值。
位 15:0 OTy[1:0]：端口 x 配置位 (Port x configuration bits) (y = 0..15)
这些位通过软件写入，用于配置 I/O 端口的输出类型。
0：输出推挽（复位状态）
1：输出开漏

一个端口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR) (x = A…I/)

GPIO端口输出速度寄存器有32位。又分成了16组，每组有两位，每两位控制一个IO口。

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_寄存器_03

位 2y:2y+1 OSPEEDRy[1:0]：
	端口 x 配置位 (Port x configuration bits) (y = 0..15)
这些位通过软件写入，用于配置 I/O 输出速度。
00：2 MHz（低速）
01：25 MHz（中速）
10：50 MHz（快速）
11：30 pF 时为 100 MHz（高速）（15 pF 时为 80 MHz 输出（最大速度））

一个端口上拉下拉寄存器（GPIOx_PUPDR） (x = A…I/)

GPIO端口上拉下拉寄存器有32位。又分成了16组，每组有两位，每两位控制一个IO口。

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_复用_04

位 2y:2y+1 PUPDRy[1:0]：
	端口 x 配置位 (Port x configuration bits) (y = 0..15)这些位通过软件写入，用于配置 I/O 上拉或下拉。
00：无上拉或下拉（浮空输入状态）
01：上拉
10：下拉
11：保留
这四个寄存器就可以组成八种IO口的不同状态

如：推挽输出：先配置模式寄存器为通用输出模式，输出类型寄存器配置为推挽输出，输出速度寄存器配置一个 自己需要的速度，然后在配置上拉/下拉寄存器为上拉或下拉

2个32位数据寄存器

一个端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR） (x = A…I)

GPIO端口输入数据寄存器有32位但是只用了低16位。每位控制一个IO口。

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_perf stat监控PMU寄存器_05

位 31:16 保留，必须保持复位值。
位 15:0 IDRy[15:0]：端口输入数据 (Port input data) (y = 0..15)
这些位为只读形式， 只能在字模式下访问 。  它们包含相应 I/O 端口的输入值。

如果现在读取是GPIOA 端口 IDR0为1， PA1引脚j就是输入的高电平

一个端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR） (x = A…I)

GPIO端口输出数据寄存器有32位但是只用了低16位。每位控制一个IO口。

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_perf stat监控PMU寄存器_06

位 31:16 保留，必须保持复位值。
位 15:0 ODRy[15:0]：端口输出数据 (Port output data) (y = 0..15)
		这些位可通过软件读取和写入。
	注意：对于原子置位/复位，通过写入 GPIOx_BSRR 寄存器，可分别对 ODR 位进行置位和复位 (x = A..I/)。

输出数据寄存器和输入数据寄存器相对应，吧相应的位设置为1，相应的引脚就输出高电平

1个32位置位/复位寄存器

一个端口置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR） (x = A…I)

这个寄存器和端口输出数据寄存器是比较相似

它吧寄存器的32位分为了两组 低16位为一组，高16位为一组

低组寄存器给相应的位配置为1对应的引脚就会输出高电平

低组寄存器给相应的位配置为0对应的引脚不会动作，以前是什么电平现在还是什么电平

高组寄存器给相应的位配置为1对应的引脚就会输出低电平

高组寄存器给相应的位配置为0对应的引脚不会动作，以前是什么电平现在还是什么电平

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_perf stat监控PMU寄存器_07

位 31:16 BRy：端口 x 复位位 y (Port x reset bit y) (y = 0..15)
	这些位为只写形式，只能在字、半字或字节模式下访问。读取这些位可返回值 0x0000。
	0：不会对相应的 ODRx 位执行任何操作
	1：对相应的 ODRx 位进行复位
  注意：如果同时对 BSx 和 BRx 置位，则 BSx 的优先级更高。
位 15:0 BSy：端口 x 置位位 y (Port x set bit y) (y= 0..15)
	这些位为只写形式，只能在字、半字或字节模式下访问。读取这些位可返回值 0x0000。
	0：不会对相应的 ODRx 位执行任何操作
	1：对相应的 ODRx 位进行置位

1个32位锁存寄存器

一个端口配置锁存寄存器（GPIOx_BSRR）

端口配置锁存寄存器有32位使用了低17位

当正确的写序列应用到第 16 位 (LCKK) 时，此寄存器将用于锁定端口位的配置。位 [15:0] 的

值用于锁定 GPIO 的配置。在写序列期间，不能更改 LCKR[15:0] 的值。将 LOCK 序列应用

到某个端口位后，在执行下一次复位之前，将无法对该端口位的值进行修改。

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_stm32_08

位 31:17 保留，必须保持复位值。
位 16 LCKK[16]：锁定键 (Lock key)
	可随时读取此位。可使用锁定键写序列对其进行修改。
	0：端口配置锁定键未激活。
	1：端口配置锁定键已激活。直到 MCU 复位时，才锁定 GPIOx_LCKR 寄存器。

	锁定键写序列：
	WR LCKR[16] = ‘1’ + LCKR[15:0]
	WR LCKR[16] = ‘0’ + LCKR[15:0]
	WR LCKR[16] = ‘1’ + LCKR[15:0]
	RD LCKR
	RD LCKR[16] = ‘1’（此读操作为可选操作，但它可确认锁定已激活）
注意：在锁定键写序列期间，不能更改 LCK[15:0] 的值。
	锁定序列中的任何错误都将中止锁定操作。
	在任一端口位上的第一个锁定序列之后，对 LCKK 位的任何读访问都将返回“1”，直
	到下一次 CPU 复位为止。
位 15:0 LCKy：端口 x 锁定位 y (Port x lock bit y) (y= 0..15)
	这些位都是读/写位，但只能在 LCKK 位等于“0”时执行写操作。
	0：端口配置未锁定
	1：端口配置已锁定

2个32位复用共功能寄存器

两个复用功能寄存器（地位GPIOx_AFRL & GPIOx_AFRH）

GPIO 复用功能低位寄存器 (GPIOx_AFRL) (x = A…I)

分为高位AFRH和低位AFRL，分别控制8个IO口

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_寄存器_09

位 31:0 AFRLy：端口 x 位 y 的复用功能选择 (Alternate function selection for port x bit y) (y = 0…7)
这些位通过软件写入，用于配置复用功能 I/O。
AFRLy 选择：

0000：AF0			1000：AF8
0001：AF1			1001：AF9
0010：AF2			1010：AF10
0011：AF3			1011：AF11
0100：AF4			1100：AF12
0101：AF5			1101：AF13
0110：AF6			1110：AF14
0111：AF7			1111：AF15
GPIO 复用功能高位寄存器 (GPIOx_AFRH) (x = A…I)

perf stat监控PMU寄存器 p0ifg寄存器_stm32_10


位 31:0 AFRHy：端口 x 位 y 的复用功能选择 (Alternate function selection for port x bit y) (y = 8.0.15)

这些位通过软件写入，用于配置复用功能 I/O。

AFRHy 选择：
0000：AF0			1000：AF8
0001：AF1			1001：AF9
0010：AF2			1010：AF10
0011：AF3			1011：AF11
0100：AF4			1100：AF12
0101：AF5			1101：AF13
0110：AF6			1110：AF14
0111：AF7			1111：AF15