【STM32】端口GPIO详解实验： A.硬件原理B.固件库

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我是靠谱客的博主朴素手机，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【STM32】端口GPIO详解实验： A.硬件原理B.固件库，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

前注：本文章主要讲解【原理】【固件库（标准库）】【HAL库】

内容为 '_Snake_'编写，日常学习总结，内容如有不足、不妥之处请私信告知，谢谢！

实验：

实验配置

A.硬件原理

一、GPIO通用

1.GPIO简介

GPIO（General-Purpose IO ports ，通用输入 / 输出接口），用于感知外界信号（输入模式）和控制外部设备（输出模式），通用型之输入输出的简称，是 STM32 的一种外设，与大部分芯片引脚直接挂钩。其接脚可以供使用者由程控自由使用，单来说就是STM32可控制的脚,STM32芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。GPIO 最简单的功能是输出高低电平，GPIO 还可以被设置为输入功能，用于读取按键等输入信号。之前也介绍到，很多高级外设也有功能引脚，并且是与GPIO 共用的。

2.GPIO主要特性

输出状态：推挽或开漏 + 上拉/下拉
从输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) 或外设（复用功能输出）输出数据
可为每个 I/O 选择不同的速度
输入状态：浮空、上拉/下拉、模拟
将数据输入到输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) 或外设（复用功能输入）
置位和复位寄存器 (GPIOx_BSRR)，对 GPIOx_ODR 具有按位写权限
锁定机制 (GPIOx_LCKR)，可冻结 I/O 配置
模拟功能
复用功能输入/输出选择寄存器（一个 I/O 最多可具有 16 个复用功能）
快速翻转，每次翻转最快只需要两个时钟周期
引脚复用非常灵活，允许将 I/O 引脚用作 GPIO 或多种外设功能中的一种

3.GPIO功能描述

─ 输入浮空
─ 输入上拉
─ 输入下拉
─ 模拟输入
─ 开漏输出
─ 推挽式输出
─ 推挽式复用功能
─ 开漏复用功能

I/O端口位的基本结构

5伏兼容I/O端口位的基本结构

端口位配置表

输出模式位

输入配置

输出缓冲器被禁止
施密特触发输入被激活
根据输入配置(上拉，下拉或浮动)的不同，弱上拉和下拉电阻被连接
出现在I/O脚上的数据在每个APB2时钟被采样到输入数据寄存器
对输入数据寄存器的读访问可得到I/O状态

输出配置

输出缓冲器被激活 ─ 开漏模式：输出寄存器上的’0’激活N-MOS，而输出寄存器上的’1’将端口置于高阻状态(P-MOS从不被激活)。 ─ 推挽模式：输出寄存器上的’0’激活N-MOS，而输出寄存器上的’1’将激活P-MOS。
施密特触发输入被激活
弱上拉和下拉电阻被禁止
出现在I/O脚上的数据在每个APB2时钟被采样到输入数据寄存器
在开漏模式时，对输入数据寄存器的读访问可得到I/O状态
在推挽式模式时，对输出数据寄存器的读访问得到最后一次写的值。

复用功能配置

在开漏或推挽式配置中，输出缓冲器被打开
内置外设的信号驱动输出缓冲器(复用功能输出)
施密特触发输入被激活
弱上拉和下拉电阻被禁止
在每个APB2时钟周期，出现在I/O脚上的数据被采样到输入数据寄存器
开漏模式时，读输入数据寄存器时可得到I/O口状态
在推挽模式时，读输出数据寄存器时可得到最后一次写的值

模拟输入配置

输出缓冲器被禁止；
禁止施密特触发输入，实现了每个模拟I/O引脚上的零消耗。施密特触发输出值被强置
为’0’；
弱上拉和下拉电阻被禁止；
读取输入数据寄存器时数值为’0’。

外设的GPIO配置

模式配置

输入：

1.输入浮空

当 GPIOx_CRL或者GPIOx_CRH端口配置模式寄存器位CNFy[1:0]设置为 01，对应引脚被设置为浮空输入模式，该模式也是 STM32 复位之后默认模式。浮空输入模式是相对于上拉或者下拉输入模式，浮空就是不上拉也不下拉。I/O 引脚信号接入到施密特触发器的输入端，在每来一个 APB1 时钟脉冲就把输入端的信号传输到触发器的输出端，施密特触发器的输出端又是与输入数据

寄存器 (GPIOx_IDR)连通的，所以该数据就保存在输入数据寄存器内，寄存器本身就是一个存储单元(起到缓冲区效果)，所以输入数据寄存器保存着 I/O 引脚电平。另外，CPU 随时都可以读取寄存器数据，从而得知当前引脚状态。

2. 输入上拉模式

输入上拉模式就是在浮空输入模式基础上使能输入电路中的上拉开关，该开

关由CNFy[1:0] 设置为 10 来使能

3. 输入下拉模式

输入下拉模式就是在浮空输入模式基础上使能输入电路中的下拉开关，该开

关由CNFy[1:0] 设置为 10 来使能

4. 模拟输入模式

当 STM32 需要进行 AD( 模数 ) 转换时，需要把引脚设置为模拟输入模式，该

模式需要配合 ADC 外设使用

输出：

5. 开漏通用输出模式

用输出模式就是作为普通用途的输出模式，比如简单地控制引脚输出高低

电平。 GPIO 的输出是由一个 PMOS 管和一个 NMOS 管组合形成的反相器驱动。

开漏电路概念中的 “ 漏 ” 是指 MOS 管的漏极 (D) ，实际只是利用到 NMOS 管， PMOS

管在开漏模式下是没有用到的，

目的：控制 I/O 引脚开漏输出高电平。 STM32 实际流程： CPU 把端口位设置

/ 清除寄存器 (GPIOx_BSRR) 引脚对应外设置为 1 ，然后驱动端口输出数据寄存器

(GPIOx_ODR) 对应位为 1 ，实际上也可以让 CPU 直接往 GPIOx_ODR 寄存器引脚对

应位写入 1 。 GPIOx_ODR 寄存器通过一个选择电路 ( 与复用功能输出做选择 ) 后输

入到输出控制电路，经过输出控制电路后在 NMOS 控制线输出低电平，这时

NMOS 管截止 (PMOS 管不被激活 ) ，引脚呈高阻状态，不会有电流流动。

目的：控制 I/O 引脚开漏输出低电平。 STM32 实际流程： CPU 把端口位设置

/ 清除寄存器 (GPIOx_BSRR) 或者端口位清除寄存器 (GPIOx_BRR) 引脚对应外设置为

1 ，然后驱动输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) 对应位为 0 ，实际上也可以让 CPU 直接

往 GPIOx_ODR 寄存器引脚对应位写入 0 。 GPIOx_ODR 寄存器通过一个选择电路

( 与复用功能输出做选择 ) 后输入到输出控制电路，经过输出控制电路后在 NMOS

控制线输出高电平，这时 NMOS 管导通 (PMOS 管不被激活 ) ，引脚呈低电平状态，

允许有电流从引脚流入。

另外，整个过程施密特触发输入是被被激活的，出现在 I/O 脚上的数据在每

个 APB1 时钟被采样到输入数据寄存器，对输入数据寄存器的读访问可得到 I/O

状态

6. 推挽通用输出模式

推挽输出与开漏输出原理理解都是差不多的，不同的重点在于输出控制电路

驱动反相器的不同，就是推挽输出把 PMOS 管和 NMOS 管都用上了，开漏输出只

用了 NMOS 管， PMOS 管完全不用

对于推挽输出模式， CPU 对端口位设置 / 清除寄存器、端口输出数据寄存器

操作都是与开漏输出一样的过程，只有在输出控制电路对反相器的控制不同。

需要控制 I/O 引脚推挽模式输出 1 。此时数据输出寄存器 (GPIOx_ODR) 输出 1 ，

该信号输入到输出控制电路，之后输出控制电路在 PMOS 控制线输出低电平，此

时 PMOS 管导通，同时在 NMOS 控制器输出低电平，此时 NMOS 管截止，最终

I/O 引脚呈高电平状态，如果构成回路可以有电流从引脚流出

需要控制 I/O 引脚推挽模式输出 0 。此时数据输出寄存器 (GPIOx_ODR) 输出 0 ，

该信号输入到输出控制电路，之后输出控制电路在 PMOS 控制线输出高电平，此

时 PMOS 管截止，同时在 NMOS 控制器输出高电平，此时 NMOS 管导通，最终

I/O 引脚呈低电平状态，如果构成回路可以有电流从引脚流入。

在推挽输出模式下，也是可以在端口输入数据寄存器读取到当前 I/O 引脚状

态的。

7. 推挽复用功能输出模式

之前都有讲到，一个 I/O 引脚可以做为普通的 IO 接口，还可以做为其他外

设的特殊功能引脚，有些引脚可能有 4 、 5 种不同功能，这种现象就叫做复用。

引脚复用为特殊功能引脚，那引脚状态就由该外设决定

8. 开漏复用功能输出模式

二、复用引脚

为了优化64 脚或 100 脚封装的外设数目，可以把一些复用功能重新映射到其他引脚上。设置复用重映射和调试I/O 配置寄存器 (AFIO_MAPR) 实现引脚的重新映射。这时，复用功能不再映射到它

们的原始分配。

需要用到外设的重映射功能需要开启。

部分重映射，完全重映射

B.固件库

涉及文件stm32f10x_gpio.h、stm32f10x_gpio.c、stm32f10x.h

寄存器结构体与地址（stm32f10x.h）

typedef struct
{
  __IO uint32_t CRL;    //端口配置低寄存器(GPIOx_CRL)
  __IO uint32_t CRH;    //端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)
  __IO uint32_t IDR;    //端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)
  __IO uint32_t ODR;    //端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)
  __IO uint32_t BSRR;   //端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)
  __IO uint32_t BRR;    //端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)
  __IO uint32_t LCKR;   //端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)
} GPIO_TypeDef;

具体寄存器详情看手册

#define PERIPH_BASE           ((uint32_t)0x40000000)        //外设基地址

#define APB2PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x10000)       //APB2基地址


/*GPIO的基地址*/
#define GPIOA_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x0800)
#define GPIOB_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
#define GPIOC_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x1000)
#define GPIOD_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x1400)
#define GPIOE_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x1800)
#define GPIOF_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x1C00)
#define GPIOG_BASE            (APB2PERIPH_BASE + 0x2000)

/*函数调用时用的端口*/
#define GPIOA               ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
#define GPIOB               ((GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE)
#define GPIOC               ((GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE)
#define GPIOD               ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)
#define GPIOE               ((GPIO_TypeDef *) GPIOE_BASE)
#define GPIOF               ((GPIO_TypeDef *) GPIOF_BASE)
#define GPIOG               ((GPIO_TypeDef *) GPIOG_BASE)
                                ↑
                                ↑
                                ↑
                        GPIO寄存器的结构体

函数结构体（stm32f10x_gpio.h）

GPIO初始化结构体

typedef struct
{
  uint16_t GPIO_Pin;                 //引脚号 例如GPIO_Pin_0
             
  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;      //I/O口驱动电路的响应速度

  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;        //GPIO 工作模式
}GPIO_InitTypeDef;

引脚号（看芯片型号）

#define GPIO_Pin_0                 ((uint16_t)0x0001)  /*!< Pin 0 selected */
#define GPIO_Pin_1                 ((uint16_t)0x0002)  /*!< Pin 1 selected */
#define GPIO_Pin_2                 ((uint16_t)0x0004)  /*!< Pin 2 selected */
#define GPIO_Pin_3                 ((uint16_t)0x0008)  /*!< Pin 3 selected */
#define GPIO_Pin_4                 ((uint16_t)0x0010)  /*!< Pin 4 selected */
#define GPIO_Pin_5                 ((uint16_t)0x0020)  /*!< Pin 5 selected */
#define GPIO_Pin_6                 ((uint16_t)0x0040)  /*!< Pin 6 selected */
#define GPIO_Pin_7                 ((uint16_t)0x0080)  /*!< Pin 7 selected */
#define GPIO_Pin_8                 ((uint16_t)0x0100)  /*!< Pin 8 selected */
#define GPIO_Pin_9                 ((uint16_t)0x0200)  /*!< Pin 9 selected */
#define GPIO_Pin_10                ((uint16_t)0x0400)  /*!< Pin 10 selected */
#define GPIO_Pin_11                ((uint16_t)0x0800)  /*!< Pin 11 selected */
#define GPIO_Pin_12                ((uint16_t)0x1000)  /*!< Pin 12 selected */
#define GPIO_Pin_13                ((uint16_t)0x2000)  /*!< Pin 13 selected */
#define GPIO_Pin_14                ((uint16_t)0x4000)  /*!< Pin 14 selected */
#define GPIO_Pin_15                ((uint16_t)0x8000)  /*!< Pin 15 selected */
#define GPIO_Pin_All               ((uint16_t)0xFFFF)  /*!< All pins selected */

GPIO 工作模式

typedef enum
{ GPIO_Mode_AIN = 0x0,         //模拟输入
 GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, //浮空输入
 GPIO_Mode_IPD = 0x28,         //下拉输入
 GPIO_Mode_IPU = 0x48,         //上拉输入
 GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,      //开漏输出
 GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,      //通用推挽输出
 GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,       //复用开漏输出
 GPIO_Mode_AF_PP = 0x18        //复用推挽
}GPIOMode_TypeDef;

IO 口速度设置

typedef enum
{ 
 GPIO_Speed_10MHz = 1,
 GPIO_Speed_2MHz, 
 GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;

函数（stm32f10x_gpio.c）

GPIO_DeInit

void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  
  if (GPIOx == GPIOA)
  {
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOB)
  {
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOC)
  {
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOD)
  {
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, DISABLE);
  }    
  else if (GPIOx == GPIOE)
  {
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, DISABLE);
  } 
  else if (GPIOx == GPIOF)
  {
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF, DISABLE);
  }
  else
  {
    if (GPIOx == GPIOG)
    {
      RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);
      RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, DISABLE);
    }
  }
}

#define RCC_APB2Periph_AFIO              ((uint32_t)0x00000001)
#define RCC_APB2Periph_GPIOA             ((uint32_t)0x00000004)
#define RCC_APB2Periph_GPIOB             ((uint32_t)0x00000008)
#define RCC_APB2Periph_GPIOC             ((uint32_t)0x00000010)
#define RCC_APB2Periph_GPIOD             ((uint32_t)0x00000020)
#define RCC_APB2Periph_GPIOE             ((uint32_t)0x00000040)
#define RCC_APB2Periph_GPIOF             ((uint32_t)0x00000080)
#define RCC_APB2Periph_GPIOG             ((uint32_t)0x00000100)
#define RCC_APB2Periph_ADC1              ((uint32_t)0x00000200)
#define RCC_APB2Periph_ADC2              ((uint32_t)0x00000400)
#define RCC_APB2Periph_TIM1              ((uint32_t)0x00000800)
#define RCC_APB2Periph_SPI1              ((uint32_t)0x00001000)
#define RCC_APB2Periph_TIM8              ((uint32_t)0x00002000)
#define RCC_APB2Periph_USART1            ((uint32_t)0x00004000)
#define RCC_APB2Periph_ADC3              ((uint32_t)0x00008000)
#define RCC_APB2Periph_TIM15             ((uint32_t)0x00010000)
#define RCC_APB2Periph_TIM16             ((uint32_t)0x00020000)
#define RCC_APB2Periph_TIM17             ((uint32_t)0x00040000)
#define RCC_APB2Periph_TIM9              ((uint32_t)0x00080000)
#define RCC_APB2Periph_TIM10             ((uint32_t)0x00100000)
#define RCC_APB2Periph_TIM11             ((uint32_t)0x00200000)

思路：先根据函数入口参数检测是要关闭哪个端口通过RCC_APB2PeriphResetCmd（因为端口都挂载在APB2）函数进行队APB2 外设复位寄存器(RCC_APB2RSTR)的置“1”（复位IO端口A），最后在清‘0’无作用

GPIO_AFIODeInit

void GPIO_AFIODeInit(void)
{
  RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, DISABLE);
}

思路：与GPIO_DeInit同理

GPIO_Init

根据标号提示结合自己的理解慢慢消化

1：

主要是判断是否为输出模式，如果是输入模式的话则要把速度也写进currentmode变量，输出模式的高4位都是0001

2：

把速度写进变量低2位（后面赋值给CRL）

3：

判断是否为CRL寄存器所属引脚（0~7），0~7引脚低8位全是非0

4：

循环低8位引脚找出哪个是实际配置的引脚，获取端口引脚位置，pos赋值后为当前第几个引脚，而后与实际引脚进行位与再通过是否相当来找出端口引脚位置

5：

pos左移两位实际是因为CRL寄存器配置模式+速度要用4位

6：

上下拉输入对应的ODR寄存器配置 BSRR和BRR寄存器都是配置ODR寄存器的

代码为CRL配置低寄存器为不完整代码 CRH雷同

思路：代码较为复杂建议结合图文进行理解

GPIO_StructInit

void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{
  /* Reset GPIO init structure parameters values */
  GPIO_InitStruct->GPIO_Pin  = GPIO_Pin_All;
  GPIO_InitStruct->GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  GPIO_InitStruct->GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
}

思路：把结构体的引脚复位为全部，速度复位为2Mhz，模式复位为浮空输入。

缺省值的意思是默认选项

GPIO_ReadInputDataBit

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  uint8_t bitstatus = 0x00;
  
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin)); 
  
  if ((GPIOx->IDR & GPIO_Pin) != (uint32_t)Bit_RESET)
  {
    bitstatus = (uint8_t)Bit_SET;
  }
  else
  {
    bitstatus = (uint8_t)Bit_RESET;
  }
  return bitstatus;
}

思路：读取IDR寄存器的相应位，如果不为0（Bit_RESET）则返回1。

GPIO_ReadInputData

uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  
  return ((uint16_t)GPIOx->IDR);
}

思路：读取IDR寄存器，以16位返回值

GPIO_ReadOutputDataBit

uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  uint8_t bitstatus = 0x00;
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin)); 
  
  if ((GPIOx->ODR & GPIO_Pin) != (uint32_t)Bit_RESET)
  {
    bitstatus = (uint8_t)Bit_SET;
  }
  else
  {
    bitstatus = (uint8_t)Bit_RESET;
  }
  return bitstatus;
}

思路：读取ODR寄存器的相应位，如果不为0（Bit_RESET）则返回1。

GPIO_ReadOutputData

uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
    
  return ((uint16_t)GPIOx->ODR);
}

思路：读取ODR寄存器，以16位返回值

GPIO_SetBits

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  
  GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
}

思路：使用端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)对相应引脚进行置‘1’，BSRR寄存器会改变ODR寄存器的值，引脚也只在0~15，除了GPIO_Pin_All

GPIO_ResetBits

void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  
  GPIOx->BRR = GPIO_Pin;
}

思路：使用端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)对相应引脚进行置‘1’从而清楚对应的ODRy为0，BRR寄存器会改ODR的值

GPIO_WriteBit

void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  assert_param(IS_GPIO_BIT_ACTION(BitVal)); 
  
  if (BitVal != Bit_RESET)
  {
    GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
  }
  else
  {
    GPIOx->BRR = GPIO_Pin;
  }
}

思路：通过BSRR和BRR寄存器对相应端口和位进行配置，详情看上两个函数

GPIO_Write

void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  
  GPIOx->ODR = PortVal;
}

思路：对相应的端口的ODR输出寄存器，以字（16）位写入

GPIO_PinLockConfig

void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  uint32_t tmp = 0x00010000;
  
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  
  tmp |= GPIO_Pin;
  /* Set LCKK bit */
  GPIOx->LCKR = tmp;
  /* Reset LCKK bit */
  GPIOx->LCKR =  GPIO_Pin;
  /* Set LCKK bit */
  GPIOx->LCKR = tmp;
  /* Read LCKK bit*/
  tmp = GPIOx->LCKR;
  /* Read LCKK bit*/
  tmp = GPIOx->LCKR;
}

思路：对端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)，每个锁定位锁定控制寄存器(CRL, CRH)中相应的4个位，即在下次系统复位之前将不能再更改端口位的配置。

通过tmp的值与引脚相结合，然后进行锁键的写入序列：写1 -> 写0 -> 写1 -> 读0 -> 读1

GPIO_EventOutputConfig

void GPIO_EventOutputConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)
{
  uint32_t tmpreg = 0x00;
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_EVENTOUT_PORT_SOURCE(GPIO_PortSource));
  assert_param(IS_GPIO_PIN_SOURCE(GPIO_PinSource));
    
  tmpreg = AFIO->EVCR;
  /* Clear the PORT[6:4] and PIN[3:0] bits */
  tmpreg &= EVCR_PORTPINCONFIG_MASK;            //事件端口引脚配置
  tmpreg |= (uint32_t)GPIO_PortSource << 0x04; //事件端口
  tmpreg |= GPIO_PinSource;                    //事件引脚
  AFIO->EVCR = tmpreg;
}

#define EVCR_PORTPINCONFIG_MASK     ((uint16_t)0xFF80)

思路：把AFIO_EVCR寄存器赋值给tmpreg 而后通过EVCR_PORTPINCONFIG_MASK 对位7值‘1’（允许事件输出） GPIO_PortSource（入口参数）为事件端口左位 GPIO_PinSource位事件引脚

GPIO_EventOutputCmd

void GPIO_EventOutputCmd(FunctionalState NewState)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
  
  *(__IO uint32_t *) EVCR_EVOE_BB = (uint32_t)NewState;
}

#define EVCR_EVOE_BB                (PERIPH_BB_BASE + (EVCR_OFFSET * 32) + (EVOE_BitNumber * 4))

思路；对EVOE进行使能

GPIO_PinRemapConfig

void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState)
{
  uint32_t tmp = 0x00, tmp1 = 0x00, tmpreg = 0x00, tmpmask = 0x00;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_REMAP(GPIO_Remap));
  assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));  
  
  if((GPIO_Remap & 0x80000000) == 0x80000000)
  {
    tmpreg = AFIO->MAPR2;
  }
  else
  {
    tmpreg = AFIO->MAPR;
  }

  tmpmask = (GPIO_Remap & DBGAFR_POSITION_MASK) >> 0x10;
  tmp = GPIO_Remap & LSB_MASK;

  if ((GPIO_Remap & (DBGAFR_LOCATION_MASK | DBGAFR_NUMBITS_MASK)) == (DBGAFR_LOCATION_MASK | DBGAFR_NUMBITS_MASK))
  {
    tmpreg &= DBGAFR_SWJCFG_MASK;
    AFIO->MAPR &= DBGAFR_SWJCFG_MASK;
  }
  else if ((GPIO_Remap & DBGAFR_NUMBITS_MASK) == DBGAFR_NUMBITS_MASK)
  {
    tmp1 = ((uint32_t)0x03) << tmpmask;
    tmpreg &= ~tmp1;
    tmpreg |= ~DBGAFR_SWJCFG_MASK;
  }
  else
  {
    tmpreg &= ~(tmp << ((GPIO_Remap >> 0x15)*0x10));
    tmpreg |= ~DBGAFR_SWJCFG_MASK;
  }

  if (NewState != DISABLE)
  {
    tmpreg |= (tmp << ((GPIO_Remap >> 0x15)*0x10));
  }

  if((GPIO_Remap & 0x80000000) == 0x80000000)
  {
    AFIO->MAPR2 = tmpreg;
  }
  else
  {
    AFIO->MAPR = tmpreg;
  }  
}

思路：对MAPR寄存器设置，然后进行引脚的映射，重映射.部分重映射时需要用到

GPIO_EXTILineConfig

void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)
{
  uint32_t tmp = 0x00;
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_EXTI_PORT_SOURCE(GPIO_PortSource));
  assert_param(IS_GPIO_PIN_SOURCE(GPIO_PinSource));
  
  tmp = ((uint32_t)0x0F) << (0x04 * (GPIO_PinSource & (uint8_t)0x03));
  AFIO->EXTICR[GPIO_PinSource >> 0x02] &= ~tmp;
  AFIO->EXTICR[GPIO_PinSource >> 0x02] |= (((uint32_t)GPIO_PortSource) << (0x04 * (GPIO_PinSource & (uint8_t)0x03)));
}

思路：对EXTICR寄存器进行外部中断的输入源引脚进行配置

GPIO_ETH_MediaInterfaceConfig

选择以太网媒体接口，此功能仅适用于STM32连接线设备。媒体接口。

输入参数：

#define GPIO_ETH_MediaInterface_MII    ((u32)0x00000000) 
#define GPIO_ETH_MediaInterface_RMII   ((u32)0x00000001)

void GPIO_ETH_MediaInterfaceConfig(uint32_t GPIO_ETH_MediaInterface) 
{ 
  assert_param(IS_GPIO_ETH_MEDIA_INTERFACE(GPIO_ETH_MediaInterface)); 

  /* Configure MII_RMII selection bit */ 
  *(__IO uint32_t *) MAPR_MII_RMII_SEL_BB = GPIO_ETH_MediaInterface; 
}

博主没有用过不太清楚大概注解翻译已写出

最后

以上就是朴素手机为你收集整理的【STM32】端口GPIO详解实验： A.硬件原理B.固件库的全部内容，希望文章能够帮你解决【STM32】端口GPIO详解实验： A.硬件原理B.固件库所遇到的程序开发问题。

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本文分类：STM32
浏览次数：66 次浏览
发布日期：2023-05-31 22:08:01
本文链接：https://www.kaopuke.com/article/k-p-k_14_ujogf0_12__23__26_5.html

【STM32】端口GPIO详解实验： A.硬件原理B.固件库

概述

实验：

A.硬件原理

一、GPIO通用

1.GPIO简介

2.GPIO主要特性

3.GPIO功能描述

二、复用引脚

B.固件库

寄存器结构体与地址（stm32f10x.h）

函数结构体（stm32f10x_gpio.h）

GPIO初始化结构体

函数（stm32f10x_gpio.c）

GPIO_DeInit

GPIO_AFIODeInit

GPIO_Init

GPIO_StructInit

GPIO_ReadInputDataBit

GPIO_ReadInputData

GPIO_ReadOutputDataBit

GPIO_ReadOutputData

GPIO_SetBits

GPIO_ResetBits

GPIO_WriteBit

GPIO_Write

GPIO_PinLockConfig

GPIO_EventOutputConfig

GPIO_PinRemapConfig

GPIO_EXTILineConfig

GPIO_ETH_MediaInterfaceConfig

最后

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【STM32】端口GPIO详解实验： A.硬件原理B.固件库

概述

实验：

A.硬件原理

一、GPIO通用

1.GPIO简介

2.GPIO主要特性

3.GPIO功能描述

二、复用引脚

B.固件库

寄存器结构体与地址（stm32f10x.h）

函数结构体（stm32f10x_gpio.h）

GPIO初始化结构体

函数（stm32f10x_gpio.c）

GPIO_DeInit

GPIO_AFIODeInit

GPIO_Init

GPIO_StructInit

GPIO_ReadInputDataBit

GPIO_ReadInputData

GPIO_ReadOutputDataBit

GPIO_ReadOutputData

GPIO_SetBits

GPIO_ResetBits

GPIO_WriteBit

GPIO_Write

GPIO_PinLockConfig

GPIO_EventOutputConfig

GPIO_PinRemapConfig

GPIO_EXTILineConfig

GPIO_ETH_MediaInterfaceConfig

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