(完整word版)STM32中使用GPIO的總結(jié)(超強(qiáng)),推薦文檔

1、STM32 GPIO® 用操作步驟：1 .使能GPIO對(duì)應(yīng)的外設(shè)時(shí)鐘例如：/使能GPIOA GPIOB GPIOC寸應(yīng)的外設(shè)時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB| RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);2 . 聲明一個(gè)GPIO_InitStructure 結(jié)構(gòu)體例如：GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;3 .選擇待設(shè)置的GPIO管腳例如：/*選擇待設(shè)置的GPIO第7、8、9管腳位,中間加“ |"符號(hào)*/GPIO_In

2、itStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;4 .設(shè)置選中GPIO管腳的速率例如：/*設(shè)置選中GPIO管腳的速率為最高速率2MHz */GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; / 最高速率2MHz5 .設(shè)置選中GPIO管腳的模式例如：/*設(shè)置選中GPIO管腳的模式為開(kāi)漏輸出模式*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; / 開(kāi)漏輸出模式6 . 根據(jù) GPIO_InitStructure 中指定的參數(shù)初始化

3、外設(shè)GPIOX例如： /* 根據(jù) GPIO_InitStructure 中指定的參數(shù)初始化外設(shè)GPIOC */GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);7 . 其他應(yīng)用例： 將端口 GPIOA 的第10、 15腳置1(高電平)GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);例： 將端口 GPIOA 的第10、 15腳置0(低電平)GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);GPIO_DeInit將外設(shè)GPIOx寄存器重設(shè)為缺省值GPIO寄存器:寄存器描述

4、CRL CRH IDR ODR BSRR BRR LCKR EVCR MAPR I/O EXTICR端口配置低寄存器端口配置高寄存器端口輸入數(shù)據(jù)寄存器端口輸出數(shù)據(jù)寄存器端口位設(shè)置/復(fù)位寄存器端口位復(fù)位寄存器端口配置鎖定寄存器事件控制寄存器復(fù)用重映射和調(diào)試配置寄存器外部中斷線(xiàn)路0-15配置寄存器GPIO庫(kù)函數(shù):描述函數(shù)名GPIO_AFIODeInit 將復(fù)用功能（重映射事件控制和EXTI 設(shè)置）重設(shè)為缺省值GPIO_Init根據(jù)GPIO_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)GPIOx寄存器GPIO_StructInit把GPIO_InitStruct中的每一個(gè)參數(shù)按缺省值填入GPIO_Re

5、adInputDataBitGPIO_ReadInputData讀取指定端口管腳的輸入讀取指定的GPIO端口輸入GPIO_ReadOutputDataBit GPIO_ReadOutputData GPIO_SetBits GPIO_ResetBits GPIO_WriteBit GPIO_Write GPIO_PinLockConfig GPIO_EventOutputConfig GPIO_EventOutputCmd GPIO_PinRemapConfig GPIO_EXTILineConfig讀取指定端口管腳的輸出讀取指定的GPIO端口輸出設(shè)置指定的數(shù)據(jù)端口位清除指定的數(shù)據(jù)端口位設(shè)置或

6、者清除指定的數(shù)據(jù)端口位向指定GPIO數(shù)據(jù)端口寫(xiě)入數(shù)據(jù) 鎖定GPIO管腳設(shè)置寄存器 選擇GPIO管腳用作事件輸出 使能或者失能事件輸出改變指定管腳的映射選擇GPIO管腳用作外部中斷線(xiàn)路庫(kù)函數(shù)： 函數(shù) GPIO_DeInit功能描述：將外設(shè)GPIOx 寄存器重設(shè)為缺省值例：GPIO_DeInit(GPIOA);函數(shù) GPIO_AFIODeInit功能描述：將復(fù)用功能(重映射事件控制和EXTI 設(shè)置)重設(shè)為缺省值例：GPIO_AFIODeInit();函數(shù) GPIO_Init功能描述：根據(jù)GPIO_InitStruct 中指定的參數(shù)初始化外設(shè)GPIOx 寄存器例：GPIO_InitTypeDef G

7、PIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitTypeDef structureGPIO_InitTypeDef 定義于文件“ stm32f10x_gpio.h” ：typedef structu16 GPIO_Pin

8、;GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;GPIO_InitTypeDef;GPIO_Pin該參數(shù)選擇待設(shè)置的GPIO 管腳，使用操作符“| ”可以一次選中多個(gè)管腳?？梢允褂孟卤碇械娜我饨M合。GPIO_Pin_None：無(wú)管腳被選中GPIO_Pin_x：選中管腳x（ 0-15）GPIO_Pin_All：選中全部管腳GPIO_SpeedGPIO_Speed：用以設(shè)置選中管腳的速率。GPIO_Speed_10MHz：最高輸出速率10MHzGPIO_Speed_2MHz：最高輸出速率2MHzGPIO_Speed_50MHz：最高

9、輸出速率50MHzGPIOMode用以設(shè)置選中管腳的工作狀態(tài)。GPIOMode：GPIOModeAIN ：模擬輸入GPIO_Mode_IN_FLOATING ： 浮空輸入GPIO_Mode_IPU：上拉輸入GPIO_Mode_Out_OD ：開(kāi)漏輸出GPIO_Mode_Out_PP：推挽輸出GPIO_Mode_AF_OD：復(fù)用開(kāi)漏輸出GPIO_Mode_AF_PP：復(fù)用推挽輸出函數(shù) GPIO_StructInit功能描述：把GPIO_InitStruct 中的每一個(gè)參數(shù)按缺省值填入例：GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_StructInit(&am

10、p;GPIO_InitStructure);GPIO_InitStruct：GPIO_Pin： GPIO_Pin_AllGPIO_Speed： GPIO_Speed_2MHzGPIO_Mode： GPIO_Mode_IN_FLOATING函數(shù) GPIO_ReadInputDataBit功能描述：讀取指定端口管腳的輸入例：u8 ReadValue;ReadValue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7);函數(shù) GPIO_ReadInputData功能描述：讀取指定的GPIO 端口輸入例：u16 ReadValue;ReadValue = GPIO_

11、ReadInputData(GPIOC);函數(shù) GPIO_ReadOutputDataBit功能描述：讀取指定端口管腳的輸出例：u8 ReadValue;ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7);函數(shù) GPIO_ReadOutputData功能描述：讀取指定的GPIO 端口輸出例：u16 ReadValue;ReadValue = GPIO_ReadOutputData(GPIOC);函數(shù) GPIO_SetBits功能描述：置位指定的數(shù)據(jù)端口位例： 將端口 GPIOA 的第10、 15腳置1(高電平)GPIO_SetBits(G

12、PIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);函數(shù) GPIO_ResetBits功能描述：清除指定的數(shù)據(jù)端口位例： 將端口 GPIOA 的第10、 15腳置0(低電平)GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);函數(shù) GPIO_WriteBit功能描述：設(shè)置或者清除指定的數(shù)據(jù)端口位例：GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_15, Bit_SET);函數(shù) GPIO_Write功能描述：向指定GPIO 數(shù)據(jù)端口寫(xiě)入數(shù)據(jù)例：GPIO_Write(GPIOA, 0x1101);函數(shù) GPIO_PinLock

13、Config功能描述：鎖定GPIO 管腳設(shè)置寄存器例：GPIO_PinLockConfig(GPIOA, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1);函數(shù) GPIO_EventOutputConfig功能描述：選擇GPIO 管腳用作事件輸出例：GPIO_EventOutputConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource5);GPIO_PortSourceGPIO_PortSource用以選擇用作事件輸出的 GPIO端口。功能描述：使能或者失能事件輸出例：GPIO_EventOutputConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GP

14、IO_PinSource6);GPIO_EventOutputCmd(ENABLE);函數(shù) GPIO_PinRemapConfig功能描述：改變指定管腳的映射例：GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_I2C1, ENABLE);一.GPIO概述1、共有 8 種模式，可以通過(guò)編程選擇：1. 浮空輸入2. 帶上拉輸入3. 帶下拉輸入4. 模擬輸入5. 開(kāi)漏輸出 （ 此模式可實(shí)現(xiàn)hotpower 說(shuō)的真雙向IO）6. 推挽輸出7. 復(fù)用功能的推挽輸出8. 復(fù)用功能的開(kāi)漏輸出 模式 7 和模式 8 需根據(jù)具體的復(fù)用功能決定。2、專(zhuān)門(mén)的寄存器（GPIOx_BSR前口 GPIOx_

15、BRR在現(xiàn)對(duì)GPIO 口的原子操作，即回避了設(shè)置 或清除 I/O 端口時(shí)的“讀 -修改 -寫(xiě)”操作， 使得設(shè)置或清除I/O 端口的操作不會(huì)被中斷處理打斷而造成誤動(dòng)作。3、每個(gè)GPIO 口都可以作為外部中斷的輸入，便于系統(tǒng)靈活設(shè)計(jì)。4、I/O 口的輸出模式下，有 3種輸出速度可選（2MHz、10MHz和50MHz）,這有利于噪聲 控制。 這個(gè)速度是指I/O 口驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度而不是輸出信號(hào)的速度，輸出信號(hào)的速度與程序有關(guān) （芯片內(nèi)部在I/O 口的輸出部分安排了多個(gè)響應(yīng)速度不同的輸出驅(qū)動(dòng)電路，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路）。 通過(guò)選擇速度來(lái)選擇不同的輸出驅(qū)動(dòng)模塊，達(dá)到最佳的噪聲控制和

16、降低功耗的目的。高頻的驅(qū)動(dòng)電路，噪聲也高，當(dāng)不需要高的輸出頻率時(shí)，請(qǐng)選用低頻驅(qū)動(dòng)電路，這樣非常有利于提高系統(tǒng)的EMI 性能。 當(dāng)然如果要輸出較高頻率的信號(hào)，但卻選用了較低頻率的驅(qū)動(dòng)模塊，很可能會(huì)得到失真的輸出信號(hào)。1.1 各種借口的措施：1.1.1 對(duì)于串口，假如最大波牛I率只需 115.2k ,那么用2M的GPIO的引腳速度就夠了， 既省電也噪聲小。1.1.2 對(duì)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 的引腳速度或許不夠，這時(shí)可以選用10M的GPIO引腳速度。1.1.3 對(duì)于SPI接口，假如使用18M或9M波特率，用10M的GPIO的引腳速度顯然不

17、夠了，需要選用 50M的GPIO的引腳速度。1.2 GPIO設(shè)為輸入時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電路與端口是斷開(kāi)，所以輸出速度配置無(wú)意義。1.3 在復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開(kāi)啟，I/O 端口被配置成浮空輸入模式。1.4 所有端口都有外部中斷能力。為了使用外部中斷線(xiàn)，端口必須配置成輸入模式。1.5 GPIO的配置具有上鎖功能，當(dāng)配置好GPIO口后，可以通過(guò)程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。5、所有I/O 口兼容CMO麗TTL,多數(shù)I/O 口兼容5V電平。6、大電流驅(qū)動(dòng)能力：GPIO 口在高低電平分別為 0.4V和VDD-0.4V時(shí)，可以提供或吸收 8mA電流；如果把輸入輸出電平分別放寬到1.3V

18、和VDD-1.3V時(shí)，可以提供或吸收 20mA電流。7、具有獨(dú)立的喚醒I/O 口。8. 很多 I/O 口的復(fù)用功能可以重新映射。9. GPIO 的配置具有上鎖功能，當(dāng)配置好GPIO 口后，可以通過(guò)程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。此功能非常有利于在程序跑飛的情況下保護(hù)系統(tǒng)中其他的設(shè)備，不會(huì)因?yàn)槟承㊣/O 口的配置被改變而損壞如一個(gè)輸入口變成輸出口并輸出電流。二推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個(gè)三極管分別受兩互補(bǔ)信號(hào)的控制, 總是在一個(gè)三極管導(dǎo)通的時(shí)候另一個(gè)截止 . 要實(shí)現(xiàn)線(xiàn)與需要用OC(open collector) 門(mén)電路. 如果輸出級(jí)的有兩個(gè)三極管，始終處于一個(gè)導(dǎo)通、一個(gè)截止的狀態(tài)，也就是兩個(gè)

19、三級(jí)管推挽相連，這樣的電路結(jié)構(gòu)稱(chēng)為推拉式電路或圖騰柱(Totem- pole )輸出電路(可惜，圖無(wú)法貼上)。當(dāng)輸出低電平時(shí)，也就是下級(jí)負(fù)載門(mén)輸入低電平時(shí)，輸出端的電流將是下級(jí)門(mén)灌入T4;當(dāng)輸出高電平時(shí)，也就是下級(jí)負(fù)載門(mén)輸入高電平時(shí)，輸出端的電流將是下級(jí)門(mén)從本級(jí)電源經(jīng)T3、 D1 拉出。這樣一來(lái)，輸出高低電平時(shí)，T3 一路和T4 一路將交替工作，從而減低了功耗，提高了每個(gè)管的承受能力。又由于不論走哪一路，管子導(dǎo)通電阻都很小，使RC常數(shù)很小，轉(zhuǎn)變速度很快。因此，推拉式輸出級(jí)既提高電路的負(fù)載能力，又提高開(kāi)關(guān)速度。供你參考。推挽電路是兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET推挽方式存在于電路中，各負(fù)責(zé)正負(fù)

20、半周的波形放大任務(wù), 電路工作時(shí)，兩只對(duì)稱(chēng)的功率開(kāi)關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流，也可以從負(fù)載抽取電流三開(kāi)漏電路在電路設(shè)計(jì)時(shí)我們常常遇到開(kāi)漏( open drain ) 和開(kāi)集(open collector )的概念。所謂開(kāi)漏電路概念中提到的“漏”就是指MOSFET勺漏極。同理，開(kāi)集電路中的“集”就是指三極管的集電極。開(kāi)漏電路就是指以MOSFET勺漏極為輸出的電路。一般的用法是會(huì)在漏極外部的電路添加上拉電阻。完整的開(kāi)漏電路應(yīng)該由開(kāi)漏器件和開(kāi)漏上拉電阻組成。組成開(kāi)漏形式的電路有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1. 利用 外部電路的驅(qū)動(dòng)能力，減少 IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)IC內(nèi)部MOS

21、FETf通時(shí)，驅(qū) 動(dòng)電流是從外部的 VCC經(jīng)R pull-up , MOSFE倒GND IC內(nèi)部?jī)H需很下的柵極驅(qū)動(dòng)電 流。如圖1。2. 可以將多個(gè)開(kāi)漏輸出的Pin ， 連接到一條線(xiàn)上。形成 “與邏輯”關(guān)系。 如圖1，當(dāng)PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一個(gè)變低后，開(kāi)漏線(xiàn)上的邏輯就為0 了。這也是I2C, SMBus等總線(xiàn)判斷總線(xiàn)占用狀態(tài)的原理。3. 可以利用改變上拉電源的電壓，改變傳輸電平。如圖 2, IC 的邏輯電平由電源Vcc1決定， 而輸出高電平則由Vcc2 決定。 這樣我們就可以用低電平邏輯控制輸出高電平邏輯了。4. 開(kāi)漏 Pin 不連接外部的上拉電阻，則只能輸出低電平（ 因此對(duì)于

22、經(jīng)典的51 單片機(jī)的P0 口而言，要想做輸入輸出功能必須加外部上拉電阻，否則無(wú)法輸出高電平邏輯）。5. 標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)漏腳一般只有輸出的能力。添加其它的判斷電路，才能具備雙向輸入、輸出的能力。應(yīng)用中需注意：1. 開(kāi)漏和開(kāi)集的原理類(lèi)似，在許多應(yīng)用中我們利用開(kāi)集電路代替開(kāi)漏電路。例如，某輸入 Pin 要求由開(kāi)漏電路驅(qū)動(dòng)。則我們常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)方式是利用一個(gè)三極管組成開(kāi)集電路來(lái)驅(qū)動(dòng)它，即方便又節(jié)省成本。如圖3。2. 上拉電阻R pull-up 的 阻值 決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度。 阻值越大，速度越低功耗越小。反之亦然。Push-Pull輸出就是一般所說(shuō)的推挽輸出，在CMOSI路里面應(yīng)該較CMO編出更合適，

23、應(yīng)為在CMOSI面的push - pull輸出能力不可能做得雙極那么大。輸出能力看 IC內(nèi)部輸出 極N管P管的面積。和開(kāi)漏輸出相比，push - pull的高低電平由IC的電源低定，不能簡(jiǎn)單的做邏輯操作等。push - pull是現(xiàn)在CMOSI路里面用得最多的輸出級(jí)設(shè)計(jì)方式。at91rm9200 GPIO 模擬 I2C 接口時(shí)注意！四.OC、 OD集電極開(kāi)路門(mén)（ 集電極開(kāi)路OC 或源極開(kāi)路OD）open-drain 是漏極開(kāi)路輸出的意思，相當(dāng)于集電極開(kāi)路（open-collector） 輸出，即ttl 中的集電極開(kāi)路（oc）輸出。一般用于線(xiàn)或、線(xiàn)與，也有的用于電流驅(qū)動(dòng)。open-drain 是

24、對(duì)mos管而言，open-collector是對(duì)雙極型管而言，在用法上沒(méi)啥區(qū)別。開(kāi)漏形式的電路有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1. . 利用外部電路的驅(qū)動(dòng)能力，減少 IC 內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)?；蝌?qū)動(dòng)比芯片電源電壓高的負(fù)載.2. 可以將多個(gè)開(kāi)漏輸出的Pin ，連接到一條線(xiàn)上。通過(guò)一只上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成“與邏輯”關(guān)系。 這也是I2C, SMBu舞總線(xiàn)判斷總線(xiàn)占用狀態(tài)的原理。如果作為圖騰輸出必須接上拉電阻。接容性負(fù)載時(shí)，下降延是芯片內(nèi)的晶體管，是有源驅(qū)動(dòng)，速度較快；上升延是無(wú)源的外接電阻，速度慢。如果要求速度高電阻選擇要小，功耗會(huì)大。所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。3. 可以利用改變上拉電源的電壓，改變傳輸電平。例如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOSfe平輸出等。4. 開(kāi)漏 Pin 不連接外部的上拉電阻，則只能輸出低電平。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)漏是用來(lái)連接不同電平的器件，匹配電平用的。5. 正常的CMOS俞出級(jí)是上、下兩個(gè)管子，把上面的管子去掉就是OPEN-DRAINT。這種輸出的主要目的有兩個(gè)：電平轉(zhuǎn)換和線(xiàn)與。6. 由于漏級(jí)開(kāi)路，所以后級(jí)電路必須接一上拉電阻，上拉電阻的電源電壓就可以決定輸出電平。這樣你就可以進(jìn)行任意電平的轉(zhuǎn)換了。7. 線(xiàn)與功能主要用于有多個(gè)電路對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行拉低操作的