STM32学习--GPIO(寄存器)
时间：2023-11-13 14:07:02
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文章目录
- 一、GPIO是什么？
- 二、引脚
- GPIO的输入
-
- 输入框图
- 输入模式
- 作用
- GPIO的输入
-
- 输入框图
- 输入模式
- 作用
- GPIO特性
- GPIO寄存器
-
- GPIO 端口模式寄存器 (GPIOx_MODER) (x = A..I)
- GPIO 端口输出类型寄存器 (GPIOx_OTYPER) (x = A..I)
- GPIO 端口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR) (x = A..I/)
- GPIO 端口上拉/下拉寄存器 (GPIOx_PUPDR) (x = A..I/)
- GPIO 端口输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) (x = A..I)
- GPIO 端口输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) (x = A..I)
- GPIO 端口位置/复位寄存器 (GPIOx_BSRR) (x = A..I)
- 总结
一、GPIO是什么？
GPIO（General Purpose I/O Ports）意思是一般输入/输出端口，一般来说是一些引脚，可以输出高低电平或读入引脚状态——高电平或低电平。
GPIO口腔是一个更重要的概念，用户可以通过GPIO数据交互(如口与硬件)UART)，控制硬件工作(如LED、蜂鸣器等。)，读取硬件工作状态信号(如中断信号)等。GPIO口腔被广泛使用。
二、引脚
GPIO引脚由端口号划分，端口号：GPIOA,GPIOB,GPIOC----,GPIOG；每个端口号最多有16个引脚。
例如：GPIOA0号引脚标记为PA0
GPIO的输入
输入框图
输入模式
1、浮空输入
IO电压值由外设决定
2、输入上拉
此时，外设没有发送数据IO默认电压为高电平；
外设发送数据1，IO为高；
外设发送数据0，IO为低；
3、输入下拉
此时，外设没有发送数据IO默认电压为低电平；
外设发送数据1，IO为高；
外设发送数据0，IO为低；
4、模拟输入
ADC
作用
1.将数据输入寄存器
2.向ADC输入(模拟输入)
3.重用于其他外设输入：USART、SPI、IIC之类的外设
GPIO的输入
输入框图
P-MOS：输出高电平
N-MOS：输出低电平
同时只有一个MOS管导通。
三极管模拟mos管：
输出控制器输出高电平 推过程 P导通 输出高电平
输出控制器输出低电平 挽过程 N导通 输出低电平 例如，图中二极管产生压差导通
输入模式
1.具有上拉或下拉功能的泄漏输出
2.具有上拉或下拉功能的推拉输出
3.具有上拉或下拉功能的复用功能推拉
4.具有上拉或下拉功能的复用功能泄漏
作用
1.开漏输出只能输出低电平/或由上拉电阻决定
2.推拉输出高可输出低电平
3.复用仍然是复用USART、SPI、IIC之类的外设
GPIO特性
● 受控 I/O 多达 16 个
● 输出状态：推拉或泄漏 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
● 数据输入输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) 或外设(复用功能输入)
● 位置和复位寄存器 (GPIOx_BSRR)，对 GPIOx_ODR 有按位写的权限
●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 复用功能)
快速翻转只需要两个只需要两个时钟
引脚复用非常灵活，允许 I/O 引脚用作 GPIO 或多种外设功能中的一种
每个 I/O 端口可以自由编程，但是 I/O 必须按下端口寄存器 32 访问位字、半字或字节。 GPIOx_BSRR 寄存器旨在实现正确 GPIO ODR 原子读取/修改访问的寄存器可以保证 读取和修改访问之间的中断请求没有问题。
字：4个字节
半字：两个字节
字节：一个字节
GPIO寄存器
每个通用 I/O 端口包括 4 个 32 配置寄存器（GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、 GPIOx_OSPEEDR 和 GPIOx_PUPDR）、2 个 32 位数据寄存器（GPIOx_IDR 和 GPIOx_ODR）、1 个 32 位置位置/复位寄存器 (GPIOx_BSRR)、1 个 32 位置锁定寄存器 (GPIOx_LCKR) 和 2 个 32 位复用功能选择寄存器（GPIOx_AFRH 和 GPIOx_AFRL）。
GPIO 端口模式寄存器 (GPIOx_MODER) (x = A…I)
一般来说，选择端口的工作模式是用于相应的位置写入值
例如：给GPIOA8号引脚配置为输出模式
找到 GPIOA的MODER寄存器（GPIOA->MODER），端口A的默认值为0xA800 0000（10101000 00000000 00000000 01写在17、16位（GPIOA->MODER|=（1<<16））得到0xA8010000(10101000 00000001 00000000 00000000) 这样就给GPIOA配置为输出模式
注：区分手册上的地址和值
GPIO 端口输出类型寄存器 (GPIOx_OTYPER) (x = A…I)
一般来说，用于配置输出模式
输出模式只有两种，所以一个可以操作，所以16到31保留，写入操作和模式寄存器相同，一个寄存器占据四字节，所以偏移4
GPIO 端口输出速度寄存器 (GPIOx_OSPEEDR) (x = A…I/)
用于配置输出速度
偏移地址：0x08
● 0x0000 00C0（端口 B）
● 0x0000 (其他端口)
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)
GPIO 端口上拉/下拉寄存器 (GPIOx_PUPDR) (x = A…I/)
用于配置端口上拉下拉
00:无上拉或下拉
01：上拉
10：下拉
11：保留
GPIO 端口输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) (x = A…I)
用来存放I/O口电平状态
GPIO 端口输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) (x = A…I)
用于存储输出I/O口电平状态
GPIO 端口位置/复位寄存器 (GPIOx_BSRR) (x = A…I)
总结
文章介绍了GPIO的输入输出原理，和寄存器配置操作
