初學(xué)stm32,對(duì)GPIO的理解(非常詳細(xì)的源碼解釋說明)

ID:371549 · 發(fā)表于 2018-7-14 16:16

單片機(jī)源程序如下:

#include "stm32f10x.h"
#include "gpio.h"
//對(duì)于STM32 GPIO一般用法配置（這里不包括復(fù)用功能），以下的說明可以應(yīng)用點(diǎn)亮燈多種方式
void GPIO_Configure_GPIOA(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//設(shè)置時(shí)鐘,針對(duì)GPIOA時(shí)鐘使能
/* 為什么要設(shè)置時(shí)鐘呢？？？
任何外設(shè)都需要時(shí)鐘，51單片機(jī)，stm32，430等等，
因?yàn)榧拇嫫魇怯蒁觸發(fā)器組成的，往觸發(fā)器里面寫東西，前提條件是有時(shí)鐘輸入。
stm32之所以是低功耗，他將所有的門都默認(rèn)設(shè)置為disable，在你需要用哪個(gè)門的時(shí)候，
開哪個(gè)門就可以，也就是說用到什么外設(shè)，只要打開對(duì)應(yīng)外設(shè)的時(shí)鐘就可以，
其他的沒用到的可以還是disable，這樣耗能就會(huì)減少。
stm32的時(shí)鐘是有分工的，并且每類時(shí)鐘的頻率不一樣，因?yàn)闆]必要所有的時(shí)鐘都是最高頻率，只要夠用就行，
好比一個(gè)門出來水流大小，我只要洗臉，但是出來的是和洪水一樣涌出來的水，那就gg了，消耗能源也多，
所以不同的時(shí)鐘也會(huì)有頻率差別，或者在配置的時(shí)候可以配置時(shí)鐘分頻。
*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//GPIO設(shè)備的初始化函數(shù)
//GPIO_InitTypeDef是一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型同義字，其功能是定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體，
//該結(jié)構(gòu)體有三個(gè)成員分別是 u16類型的GPIO_Pin、
// GPIOSpeed_TypeDef 類型的GPIO_Speed 和GPIOMode_TypeDef 類型的GPIO_Mode。即以下三種：
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//普通推挽輸出
//GPIO有8種工作模式（4種輸入模式和4種輸出模式）：
/*
4種輸入模式：
上拉輸入模式（GPIO_Mode_IPU）-->在默認(rèn)狀態(tài)下（GPIO引腳無輸入），讀取得的GPIO引腳
數(shù)據(jù)為1，高電平。
而下拉輸入模式（GPIO_Mode_IPD)則相反。在默認(rèn)狀態(tài)下（GPIO引腳無輸入），讀取得的GPIO引腳
數(shù)據(jù)為0，低電平。
浮空輸入模式（GPIO_Mode_IN_FLOATING)在芯片內(nèi)部既沒有接上拉，也沒有接下拉電阻，
經(jīng)由觸發(fā)器輸入。這種模式用于標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議如I2C、USART的接收端
模擬輸入模式（GPIO_Mode_AIN)則關(guān)閉了施密特觸發(fā)器，不接上、下拉電阻，經(jīng)由另一線路
把電壓信號(hào)傳送到片上外設(shè)模塊。如傳送至ADC模塊，由ADC采集電壓信號(hào)。所以使用ADC外設(shè)時(shí)，必須設(shè)置為模擬輸入模式
4種輸出模式：
普通推挽輸出（GPIO_Mode_Out_PP)一般應(yīng)用在輸出電平為0和3.3伏的場(chǎng)合
普通開漏輸出（GPIO_Mode_Out_OD)一般在電平不匹配的場(chǎng)合，如需要輸出5伏的高電平，就需要在外部接一個(gè)
上拉電阻，電源為5伏，把GPIO設(shè)置為開漏模式，當(dāng)輸出高阻態(tài)時(shí)，由上拉電阻和電源向外輸出5伏的電平
復(fù)用推挽輸出（GPIO_Mode_AF_PP),是根據(jù)GPIO的復(fù)用功能來選擇的，如GPIO的引腳用作串口的輸出，
則使用復(fù)用推挽輸出模式。
復(fù)用開漏輸出（GPIO_Mode_AF_OD),同理，其用在IC、SMBUS這些需要線與功能的復(fù)用場(chǎng)合
在使用任何一種開漏模式時(shí)，都需要接上拉電阻。
*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;//針對(duì)某組的一個(gè)引腳進(jìn)行初始化
//GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;//針對(duì)某組的兩個(gè)引腳進(jìn)行初始化
//GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;//針對(duì)某組的16個(gè)引腳進(jìn)行初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
/*
又稱輸出驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度：（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，
用戶可以根據(jù)自己的需要選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路，通過選擇速度來選擇不同的輸出驅(qū)動(dòng)模塊，
達(dá)到最佳的噪聲控制和降低功耗的目的。）
可理解為: 輸出驅(qū)動(dòng)電路的帶寬：即一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可以不失真地通過信號(hào)的最大頻率。
(如果一個(gè)信號(hào)的頻率超過了驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度，就有可能信號(hào)失真。失真因素？)
如果信號(hào)頻率為10MHz，而你配置了2MHz的帶寬，則10MHz的方波很可能就變成了正弦波。
就好比是公路的設(shè)計(jì)時(shí)速，汽車速度低于設(shè)計(jì)時(shí)速時(shí)，可以平穩(wěn)地運(yùn)行，
如果超過設(shè)計(jì)時(shí)速就會(huì)顛簸，甚至翻車。
關(guān)鍵是： GPIO的引腳速度跟應(yīng)用相匹配，速度配置越高，噪聲越大，功耗越大。
帶寬速度高的驅(qū)動(dòng)器耗電大、噪聲也大，帶寬低的驅(qū)動(dòng)器耗電小、噪聲也小。
使用合適的驅(qū)動(dòng)器可以降低功耗和噪聲
比如：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)。
關(guān)鍵是GPIO的引腳速度跟應(yīng)用匹配（推薦10倍以上？）。
*/
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//進(jìn)行GPIOA初始化
}
void Delay_ms(u16 ms)
{
int i;
while(ms--)
{
i = 12000;
while(i--);
}
}
void GPIO_Achieve(u8 n,u16 ms)
{
// u8 Readoutbit;
// u16 Readoutdate;
if(n == 0)
{
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//設(shè)置PA0引腳為低電平，清除引腳位
Delay_ms(ms);//不精準(zhǔn)的延時(shí)函數(shù)，毫秒單位
/*這是GPIO_ResetBits(GPIOx,GPIO_Pin)代碼
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;//位復(fù)位寄存器賦值（將某個(gè)引腳變?yōu)榈碗娖剑?br />
}
*/
//Readoutbit = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0);//將PA0引腳輸出的值賦給Readoutbit
//Readoutdate = GPIO_ReadOutputData(GPIOA);//將PA所有引腳輸出的值賦給Readoutdate
//GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0);//獲取PA0引腳的值
//GPIO_ReadInputData(GPIOA);//獲取PA所有引腳的值
//GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,RESET);//將RESET值寫入給PA0引腳（其實(shí)就是將PA0引腳置0）
//GPIO_Write(GPIOA,0xffff);//將0xffff值寫入PA端口（其實(shí)就是將PA所有引腳置1）
}
else
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//設(shè)置PA0引腳為高電平,置位引腳
Delay_ms(ms);
/*
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;//位置位寄存器賦值（將某個(gè)引腳變?yōu)楦唠娖剑?br />
}
*/
//Readoutbit = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0);
//Readoutdate = GPIO_ReadOutputData(GPIOA,GPIO_Pin_0);
}
}
/*
注釋：
GPIOx->BSRR= GPIO_Pin;-----------位置位寄存器---這是單個(gè)引腳的
GPIOx->BRR= GPIO_Pin;------------位復(fù)位寄存器---這是單個(gè)引腳的
GPIOx-ODR= PortVal;--------------端口輸出寄存器---這是16個(gè)引腳的
GPIOx-IDR= PortVal;--------------端口輸入寄存器---這是16個(gè)引腳的
對(duì)于GPIO來說，還有其他函數(shù)
以上，是我對(duì)GPIO的部分理解，有些可能理解不到位，請(qǐng)諒解（有些是從網(wǎng)上查找的）
*/

復(fù)制代碼

所有資料51hei提供下載:

TEXT1.rar (707 KB, 下載次數(shù): 114)

ID:325058 · 發(fā)表于 2020-4-2 16:54

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;//針對(duì)某組的一個(gè)引腳進(jìn)行初始化
//GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;//針對(duì)某組的兩個(gè)引腳進(jìn)行初始化
//GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;//針對(duì)某組的16個(gè)引腳進(jìn)行初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
請(qǐng)教，后面兩個(gè)是對(duì)全部16個(gè)引腳進(jìn)行設(shè)置，還是只對(duì)選擇的引腳進(jìn)行設(shè)置？看.h文件一頭零水，沒有看明白。

ID:349194 · 發(fā)表于 2018-10-18 22:23

優(yōu)秀

ID:345396 · 發(fā)表于 2018-10-19 18:05

復(fù)用，映射

ID:346711 · 發(fā)表于 2019-4-17 13:15

優(yōu)秀�。。。。�！

ID:515970 · 發(fā)表于 2019-4-18 23:18

可以，夠詳細(xì)

ID:554513 · 發(fā)表于 2019-6-4 11:22

學(xué)習(xí)了

ID:537887 · 發(fā)表于 2019-6-6 09:11

可以，很詳細(xì)的說明

ID:325058 · 發(fā)表于 2020-4-2 16:49

本帖最后由 suinile 于 2020-4-7 15:18 編輯

同一個(gè)端口的不同引腳配置成不同的輸出模式，比如：端口A的1腳輸出配置成頻率2M 推挽輸出、2腳輸出配置設(shè)置成頻率10M 開漏輸出。
GPIO_InitTypeDef GPIO_INIT_GPIOA;       //端口參數(shù)配置
   GPIO_INIT_GPIOA.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
   GPIO_INIT_GPIOA.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
   GPIO_INIT_GPIOA.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;

   GPIO_INIT_GPIOA.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
   GPIO_INIT_GPIOA.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
   GPIO_INIT_GPIOA.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_INIT_GPIOA);//端口配置初始化
這種寫法的話，是不是1腳的輸出配置被2腳的輸出配置覆蓋掉了？？

ID:722576 · 發(fā)表于 2020-4-5 14:54

優(yōu)秀，學(xué)習(xí)一下

ID:128463 · 發(fā)表于 2020-4-11 10:16

優(yōu)秀，學(xué)習(xí)一下

ID:636987 · 發(fā)表于 2022-4-3 20:43

suinile 發(fā)表于 2020-4-2 16:49
同一個(gè)端口的不同引腳配置成不同的輸出模式，比如：端口A的1腳輸出配置成頻率2M 推挽輸出、2腳輸出配置設(shè)置 ...

是的。相當(dāng)于對(duì)參數(shù)進(jìn)行了兩次賦值，當(dāng)然，最后一次保留，然后通過初始化函數(shù)把參數(shù)設(shè)置傳遞到端口寄存器去。我也是初學(xué)者，不一定對(duì)。彼此學(xué)習(xí)

ID:74143 · 發(fā)表于 2022-4-9 16:16

可以，很詳細(xì)的說明

帳號(hào)		自動(dòng)登錄	找回密碼
密碼			立即注冊(cè)

初學(xué)stm32,對(duì)GPIO的理解(非常詳細(xì)的源碼解釋說明)

評(píng)分