STM32中使用GPIO的总结超强.docx

1、STM32中使用GPIO的总结超强STM32 GPIO使 用操作步骤：使能GPIO对应的外设时钟例如：/使能GPIOA GPIOB GPIOC对应的外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);声明一个 GPIO_InitStructure结构体例如：GPIOni tTypeDef GPIO_I nitStructure;选择待设置的GPIO管脚例如：/*选择待设置的GPIO7& 9管脚位，中间加“|符号*/GPIO InitStruct

2、ure.GPIO Pin = GPIO Pin 7 | GPIO Pin 8 | GPIO Pin 9;4.设置选中GPIO管脚的速率例如：/*设置选中GPIO管脚的速率为最高速率2MHz */GPIOnitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; 最高速率 2MHz5.设置选中GPIO管脚的模式例如：/*设置选中GPIO管脚的模式为开漏输出模式*/GPIOnitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD/ 开漏输出模式6.根据GPIO_InitStructure中指定的参数初始化外设GPIOX例如：/*根据GPIOIni

3、tStructure中指定的参数初始化外设 GPIOC */GPI Oni t(GPIOC, & GPIO_I nitStructure);7其他应用例：将端口 GPIOA的0、15脚置1 (高电平)GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15); 例：将端口 GPIOA的0、15脚置0 (低电平)GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);GPIO寄存器：寄存器描述CRL端口配置低寄存器CRH端口配置高寄存器IDR端口输入数据寄存器ODR端口输出数据寄存器BSRR端口位设置/复位寄存器BRR端

4、口位复位寄存器LCKR端口配置锁定寄存器EVCR事件控制寄存器MAPR复用重映射和调试I/O配置寄存器EXTICR外部中断线路0-15配置寄存器GPIO库函数：函数名 描述GPIO_DeInit 将外设GPIOx寄存器重设为缺省值GPIO_AFIODel nit将复用功能（重映射事件控制和 EXTI设置）重设为缺省 值GPIO_Init 根据GPIOnitStruct中指定的参数初始化外设 GPIOx寄存器 GPIO_Structlnit 把GPIO_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入GPIO_Readl nputDataBit读取指定端口管脚的输入GPIO_Read In put

5、Data读取指定的GPIO端口输入GPIO_ReadOutputDataBit读取指定端口管脚的输出GPIO_ReadOutputData读取指定的GPIO端口输出GPIO_SetBits设置指定的数据端口位GPIO_ResetBits 清除指定的数据端口位GPIO_WriteBit设置或者清除指定的数据端口位GPIO_Write 向指定GPIO数据端口写入数据GPIO_Pi nLockCo nfig锁定GPIO管脚设置寄存器GPIO_Eve ntOutputCo nfig选择GPIO管脚用作事件输出GPIO_Eve ntOutputCmd使能或者失能事件输出GPIO_Pi nRemapCo

6、nfig改变指定管脚的映射GPIO_EXTILi neCo nfig选择GPIO管脚用作外部中断线路库函数：函数 GPIO DeInit功能描述：将外设GPIOx寄存器重设为缺省值例：GPIO_Del ni t(GPIOA);函数 GPIO_AFIODeInit功能描述：将复用功能(重映射事件控制和 EXTI设置)重设为缺省值例：GPIO_AFIODel ni t();函数 GPIO_Init功能描述：根据GPIO_InitStruct中指定的参数初始化外设 GPIOx寄存器例：GPIOni tTypeDef GPIO_I nitStructure;GPIOni tStructure.GPIO

7、_Pin = GPIO_Pin_AII;GPIOni tStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MH z;GPIOn itStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIOni t(GPIOA, & GPIO_I ni tStructure);GPIOn itTypeDef structureGPIOni tTypeDef定义于文件 “ stm32f10x_gpio.h ”typedef structu16 GPIO_Pi n;GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;GPIOMode_TypeDef

8、 GPIO_Mode;GPIOn itTypeDef;GPIO_Pi n该参数选择待设置的GPIO管脚，使用操作符“ |可以一次选中多个管脚 可以使用下表中的任意组合。GPIO_Pin_ None无管脚被选中GPIO_Pin_x选中管脚x（0-15）GPIO_Pin_AII 选中全部管脚GPIO_SpeedGPIO_Speed用以设置选中管脚的速率。GPIO_Speed_10MHz最高输出速率10MHzGPIO_Speed_2MHz最高输出速率2MHzGPIO_Speed_50MHz最高输出速率50MHzGPIO_ModeGPIO_Mode：用以设置选中管脚的工作状态GPIO_Mode_AIN

9、模拟输入GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入GPIO_Mode_IPD下拉输入GPIO_Mode_IPU上拉输入GPIO_Mode_Out_OD开漏输出GPIO_Mode_Out_P P 推挽输出GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出函数 GPIO_Structlnit功能描述：把GPIO_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入例：GPIOni tTypeDef GPIO_I nitStructure;GPIO_StructI nit(&GPIO_I ni tStructure);GPI Oni tStruct:GPIO

10、_Pin GPIO_Pin_AIIGPIO_Speed GPI0_Speed_2MHzGPIO_Mode： GPIO_Mode_IN_FLOATING函数 GPIO_ReadlnputDataBit功能描述：读取指定端口管脚的输入例：u8 ReadValue;ReadValue = GPIO_ReadI nputDataBit(GPIOB, GPIO_Pi n_7);函数 GPIO_ReadInputData功能描述：读取指定的GPIO端口输入例：u16 ReadValue;ReadValue = GPIO_Readl nputData(GPIOC);函数 GPIO_ReadOutputDat

11、aBit功能描述：读取指定端口管脚的输出例：u8 ReadValue;ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7);函数 GPIO_ReadOutputData功能描述：读取指定的GPIO端口输出例：u16 ReadValue;ReadValue = GPIO_ReadOutputData(GPIOC);函数 GPIO_SetBits功能描述：置位指定的数据端口位例：将端口 GPIOA的0、15脚置1 (高电平)GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);函数 GPIO_ResetB

12、its功能描述：清除指定的数据端口位例：将端口 GPIOA的0、15脚置0 (低电平)GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);函数 GPIO WriteBit功能描述：设置或者清除指定的数据端口位例：GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_15, Bit_SET);函数 GPIO_Write功能描述：向指定GPIO数据端口写入数据例：GPIO_Write(GPIOA, 0x1101);函数 GPIO_PinLockConfig功能描述：锁定GPIO管脚设置寄存器例：GPIO_Pi nLockCo nfig(GPIOA

13、, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1);函数 GPIO_EventOutputConfig功能描述：选择GPIO管脚用作事件输出例：GPIO_Eve ntOutputCo nfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_Pi nSource5);GPIO_PortSourceGPIO_PortSource用以选择用作事件输出的 GPIO端 口。函数 GPIO_EventOutputCmd功能描述：使能或者失能事件输出例：GPIO_Eve ntOutputCo nfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_Pi nSource6);GPIO_Eve

14、 ntOutputCmd(ENABLE);函数 GPIO_PinRemapConfig功能描述：改变指定管脚的映射例：GPIO_Pi nRemapCo nfig(GPIO_Remap2C1, ENABLE);1.GPIO概述1、共有8种模式，可以通过编程选择：1.浮空输入2.带上拉输入3.带下拉输入4.模拟输入5.开漏输出 (此模式可实现hotpower说的真双向IO)6.推挽输出7.复用功能的推挽输出8.复用功能的开漏输出模式7和模式8需根据具体的复用功能决定。2、 专门的寄存器(GPIOx_BSR和GPIOx_BRR实现对GPI0口的原子操作， 即回避了设置或清除I/O端口时的 读-修改-

15、写”操作，使得设置或清除I/O端口 的操作不会被中断处理打断而造成误动作。3、 每个GPIO口都可以作为外部中断的输入，便于系统灵活设计。4、 I/O 口的输出模式下，有3种输出速度可选（2MHz、10MHz和50MHz）, 这有利于噪声控制。这个速度是指I/O 口驱动电路的响应速度而不是输出信号的 速度，输出信号的速度与程序有关（芯片内部在 I/O 口的输出部分安排了多个响 应速度不同的输出驱动电路，用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路）。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块，达到最佳的噪声控制和降低 功耗的目的。高频的驱动电路，噪声也高，当不需要高的输出频率时，请选用 低频驱动电路，这

16、样非常有利于提高系统的 EMI性能。当然如果要输出较高频率的信号，但却选用了较低频率的驱动模块，很可能会得到失真的输出信号。4.1各种借口的措施：对于串口，假如最大波特率只需115.2k，那么用的GPIO的引脚速度就够 了，既省电也噪声小。对于I接口，假如使用400k波特率，若想把余量留大些，那么用的 GPIO的 引脚速度或许不够，这时可以选用的 GPIO引脚速度。对于SPI接口，假如使用或波特率，用的 GPIO的引脚速度显然不够了，需 要选用的GPIO的引脚速度。4.2 GPI O 口设为输入时，输出驱动电路与端口是断开，所以输出速度配置无 意义。4.3在复位期间和刚复位后，复用功能未开启，

17、I/O端口被配置成浮空输入 模式。4.4所有端口都有外部中断能力。为了使用外部中断线，端口必须配置成输 入模式。4.5 GPI O 口的配置具有上锁功能，当配置好 GPIO 口后，可以通过程序锁住 配置组合，直到下次芯片复位才能解锁。5、 所有I/O 口兼容CMOS和TTL多数I/O 口兼容5V电平。6、 大电流驱动能力：GPIO口在高低电平分别为0.4V和VDD-0.4V时，可以 提供或吸收8mA电流；如果把输入输出电平分别放宽到 1.3V和VDD-1.3V时， 可以提供或吸收20mA电流。7、 具有独立的唤醒I/O 口。8很多I/O 口的复用功能可以重新映射。9.GPI O 口的配置具有上

18、锁功能，当配置好 GPIO 口后，可以通过程序锁住配 置组合，直到下次芯片复位才能解锁。此功能非常有利于在程序跑飞的情况下 保护系统中其他的设备，不会因为某些I/O 口的配置被改变而损坏 如一个输入口变成输出口并输出电流。2.推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时 候另一个截止要实现线与需要用OC(open collector门电路.如果输出级的有两个 三极管，始终处于一个导通、一个截止的状态，也就是两个三级管推挽相连， 这样的电路结构称为推拉式电路或图腾柱(Totem- pole )输出电路(可惜，图 无法贴上)。当输出低电平时，也就是下级负载门输入低电平

19、时，输出端的电 流将是下级门灌入T4;当输出高电平时，也就是下级负载门输入高电平时，输 出端的电流将是下级门从本级电源经3、D1拉出。这样一来，输出高低电平时，T3 一路和T4一路将交替工作， 从而减低了功耗，提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路，管子导通 电阻都很小，使RC常数很小，转变速度很快。因此，推拉式输出级既提高电路 的负载能力，又提高开关速度。供你参考。推挽电路是两个参数相同的三极管或 MOSFET以推挽方式存在于电路中，各 负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一 个导通，所以导通损耗小效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流3.开

20、漏电路在电路设计时我们常常遇到开漏(open drain)和开集(open collector)的 概念。所谓开漏电路概念中提到的 漏”就是指MOSFET的漏极。同理，开集电路中的集”就是指三极管的集电极。开漏电路就是指以 MOSFET的漏极为输出的电路。一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。完整的开漏电路应该由 开漏器件和开漏上拉电阻组成。组成开漏形式的电路有以下几个特点：1.利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通 时，驱动电流是从外部的 VCC流经R pull-up，MOSFET到GND。IC内部仅需很 下的栅极驱动电流。如1。2.可以将多个开漏输出的

21、Pin,连接到一条线上。形成 与逻辑”关系。如图 1,当PIN_A PIN_B PIN_C任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为 0 了。这也 是I，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。3.可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。如图 2, IC的逻辑电平由电源Vcc1决定，而输出高电平则由 Vcc2决定。这样我们就可以用低电平逻辑 控制输出高电平逻辑了。4.开漏Pin不连接外部的上拉电阻，贝S只能输出低电平 (因此对于经典的51 单片机的P0 口而言，要想做输入输出功能必须加外部上拉电阻，否则无法输出 高电平逻辑)。5.标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路，才能具备双 向输入

22、、输出的能力。应用中需注意：1.开漏和开集的原理类似，在许多应用中我们利用开集电路代替开漏电 路。例如，某输入Pin要求由开漏电路驱动。则我们常见的驱动方式是利用一个 三极管组成开集电路来驱动它，即方便又节省成本。如3。2.上拉电阻R pull-up的阻值 决定了逻辑电平转换的沿的速度。阻值越 大，速度越低功耗越小。反之亦然。Push-Pull输出就是一般所说的推挽输出，在 CMOS电路里面应该较CMOS 输出更合适，应为在CMOS里面的push-pull输出能力不可能做得双极那么 大。输出能力看IC内部输出极N管P管的面积。和开漏输出相比，push- pull 的高低电平由IC的电源低定，不

23、能简单的做逻辑操作等。 push- pull是现在CMOS电路里面用得最多的输出级设计方式。at91rm9200 GPIO模拟I接口时注意！4.OG OD集电极开路门（集电极开路OC或源极开路OD）open-drain是漏极开路输出的意思，相当于集电极开路 （open-collector）输 出，即ttl中的集电极开路（oc）输出。一般用于线或、线与，也有的用于电流 驱动。open-drain是对mos管而言，open-collector是对双极型管而言，在用法上 没啥区别。开漏形式的电路有以下几个特点：1.利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。或驱动比芯片电源电压 高的负载.2.可以将

24、多个开漏输出的Pi n,连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不 增加任何器件的情况下，形成 与逻辑”关系。这也是I, SMBus等总线判断总线 占用状态的原理。如果作为图腾输出必须接上拉电阻。接容性负载时，下降延 是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。所以负载电阻的选择要兼顾功 耗和速度。3.可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。例如加上上拉电阻就可以 提供TTL/CMOS电平输出等。4开漏Pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平。一般来说，开漏是 用来连接不同电平的器件，匹配电平用的。5正常的CMOS输出级是上、

25、下两个管子，把上面的管子去掉就是 OPENDRAIN 了 。这种输出的主要目的有两个：电平转换和线与。6由于漏级开路，所以后级电路必须接一上拉电阻，上拉电阻的电源电压就 可以决定输出电平。这样你就可以进行任意电平的转换了。7线与功能主要用于有多个电路对同一信号进行拉低操作的场合，如果本电 路不想拉低，就输出高电平，因为 OPEN-DRAINt面的管子被拿掉，高电平是靠 外接的上拉电阻实现的。(而正常的 CMOS输出级，如果出现一个输出为高另 外一个为低时，等于电源短路。)8.OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿 的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载

26、充电，所以当电阻选择小 时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议 用下降沿输出。五线或逻辑与线与逻辑在一个结点(线)上，连接一个上拉电阻到电源VCC或VDD和n个NPN或NMOS晶体管的集电极C或漏极D,这些晶体管的 发射极E或源极S都接到地线上，只要有一个晶体管饱和，这个结点(线)就被拉到 地线电平上.因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS)，晶体管就 会饱和,所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非NOR逻辑.如果这个 结点后面加一个反相器，就是或OR逻辑.注：个人理解：线与，接上拉电阻至电源。 (A)&(B)=(A+B)由公式较容易理解线与此概念的由来；如果用下拉电阻和 PNP或 PMOS管就可以构成与非NAND逻辑，或用负逻辑 关系转换与/或逻辑.注：线或，接下拉电阻至地。(A)+(B)=(AB);这些晶体管常常是一些逻辑电路的集电极开路 0C或源极开路0D输出端这种逻辑通常称为线与/线或逻辑,当你看到一些芯片的0C或0D输出端连在 一起,而有一个上拉电阻时，这就是线或/线与了 ,但有时上拉电阻做在芯片的输 入端内.顺便提示如果不是 0C或OD芯片的输出端是不可以连在一起的，总 线BUS上的双向输出端连在一起是有管理的，同时只能有一个作输出，而其他是 高阻态只能输入.