STM32小筆記(一) GPIO口的配置

GPIO口的使用：
1.GPIO和AFIO全系列支持

GPIO寄存器
(1)兩個(gè)32位配置寄存器(GPIOx_CRL,GPIOx_CRH)；
(2)兩個(gè)32位數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_IDR,GPIOx_ODR)；
(3)一個(gè)32位置為/復(fù)位寄存器(GPIOx_BSRR)；
(4)一個(gè)16位復(fù)位寄存器(GPIOx_BRR)；
(5)一個(gè)32位鎖存器(GPIOx_LCKR)；

輸入配置
當(dāng)I/O端口配置為輸入時(shí)：
●輸出緩沖器被禁止
●施密特觸發(fā)輸入被激活
●根據(jù)輸入配置(上拉，下拉或浮動(dòng))的不同，弱上拉和下拉電阻被連接
●出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)在每個(gè)APB2時(shí)鐘被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器
●對(duì)輸入數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問(wèn)可得到I/O狀態(tài)

輸出配置
當(dāng)I/O端口被配置為輸出時(shí)：
●輸出緩沖器被激活
─開(kāi)漏模式：輸出寄存器上的’0’激活N-MOS，而輸出寄存器上的’1’將端口置于高阻狀態(tài)(PMOS從不被激活)。
─推挽模式：輸出寄存器上的’0’激活N-MOS，而輸出寄存器上的’1’將激活P-MOS。
●施密特觸發(fā)輸入被激活
●弱上拉和下拉電阻被禁止
●出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)在每個(gè)APB2時(shí)鐘被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器
●在開(kāi)漏模式時(shí)，對(duì)輸入數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問(wèn)可得到I/O狀態(tài)
●在推挽式模式時(shí)，對(duì)輸出數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問(wèn)得到最后一次寫(xiě)的值。

STM32中的配置寄存器在固件函數(shù)庫(kù)中早已生成，因此無(wú)需再對(duì)寄存器的每個(gè)設(shè)定寫(xiě)定義，而是直接調(diào)用關(guān)鍵字。這樣我們可以不再關(guān)心寄存器的具體配置(因?yàn)槟且呀?jīng)在固件配置好了);因此直觀的從配置函數(shù)中去看，更能有效的提高。

GPIO相關(guān)的庫(kù)函數(shù)如下,位于在“stm32f10x_gpio.h”
GPIO相關(guān)函數(shù)如下：

voidGPIO_DeInit(GPIO_TypeDef*GPIOx);
voidGPIO_AFIODeInit(void);
voidGPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct);
voidGPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct);
uint8_tGPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
uint16_tGPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef*GPIOx);
uint8_tGPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
uint16_tGPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef*GPIOx);
voidGPIO_SetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
voidGPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
voidGPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,BitActionBitVal);
voidGPIO_Write(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tPortVal);
voidGPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
voidGPIO_EventOutputConfig(uint8_tGPIO_PortSource,uint8_tGPIO_PinSource);
voidGPIO_EventOutputCmd(FunctionalStateNewState);
voidGPIO_PinRemapConfig(uint32_tGPIO_Remap,FunctionalStateNewState);
voidGPIO_EXTILineConfig(uint8_tGPIO_PortSource,uint8_tGPIO_PinSource);
voidGPIO_ETH_MediaInterfaceConfig(uint32_tGPIO_ETH_MediaInterface);

以下將逐個(gè)說(shuō)明函數(shù)功能及注釋說(shuō)明：
·voidGPIO_DeInit(GPIO_TypeDef*GPIOx);

該函數(shù)原型在"stm32f10x_gpio.C"當(dāng)中，類(lèi)似C++的注釋說(shuō)明如下：

*@briefDeinitializestheGPIOxperipheralregisterstotheirdefaultresetvalues.
*@paramGPIOx:wherexcanbe(A..G)toselecttheGPIOperipheral.
*@retvalNone
其中是為不同組的IO口進(jìn)行寄存器值的初始化。
初始化語(yǔ)句如下：
“RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,DISABLE);”
再追根溯源到這個(gè)函數(shù)，位于“stm32f10x_rcc.C”當(dāng)中
"voidRCC_APB2PeriphResetCmd(uint32_tRCC_APB2Periph,FunctionalStateNewState)"
{

assert_param(IS_RCC_APB2_PERIPH(RCC_APB2Periph));
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
if(NewState!=DISABLE)
{
RCC->APB2RSTR|=RCC_APB2Periph;
}
else
{
RCC->APB2RSTR&=~RCC_APB2Periph;
}
}
函數(shù)注釋如下：

一目了然，即配置IO口時(shí)鐘狀態(tài)為使能或者失效。

當(dāng)然在其中此函數(shù)作為一個(gè)初學(xué)實(shí)例還是值得深究的：
assert_param(IS_RCC_APB2_PERIPH(RCC_APB2Periph));
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
此處兩句即類(lèi)似于C++中的斷言函數(shù)，作為函數(shù)運(yùn)行的先決條件。這里將斷言函數(shù)直接說(shuō)明，在后續(xù)的實(shí)例中，仍舊會(huì)有使用到的地方。

#defineassert_param(expr)((expr)?(void)0:assert_failed((uint8_t*)__FILE__,__LINE__))

voidassert_failed(uint8_t*file,uint32_tline);
#else
#defineassert_param(expr)((void)0)
#endif
#endif
若滿足斷言值為"1"的條件，否則判定失敗輸出文件名和所在行。不為"0"返回0.

再返回“assert_param(IS_RCC_APB2_PERIPH(RCC_APB2Periph));”此句中。“IS_RCC_APB2_PERIPH”如下定義：
·#defineIS_RCC_APB2_PERIPH(PERIPH)((((PERIPH)&0xFFC00002)==0x00)&&((PERIPH)!=0x00))
此處使用到的是AP2進(jìn)入該函數(shù)還可以看到AP2、AP1、AP三個(gè)高速時(shí)鐘族的各項(xiàng)定義。姑且在這里認(rèn)為是判定開(kāi)啟對(duì)應(yīng)時(shí)鐘前的時(shí)鐘功能驗(yàn)證。
·#defineIS_FUNCTIONAL_STATE(STATE)(((STATE)==DISABLE)||((STATE)==ENABLE))
只為考慮還是的形參是否是“DISABLE”or“ENABLE”兩個(gè)狀態(tài)。

“if(NewState!=DISABLE)
{
RCC->APB2RSTR|=RCC_APB2Periph;
}
else
{
RCC->APB2RSTR&=~RCC_APB2Periph;
}
”
而APB2RSTR則即將牽扯到RCC的設(shè)置問(wèn)題，我們下一節(jié)再講。


·voidGPIO_AFIODeInit(void);功能復(fù)用，重新映射事件控制。
同樣調(diào)用“RCC_APB2PeriphResetCmd”。也是串口初始化判斷
·voidGPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct);
寄存器手冊(cè)中記為：根據(jù)GPIO_InitStruct中指定參數(shù)初始化外設(shè)GPIOx寄存器
不想在此處在贅述此函數(shù)，主要通過(guò)寫(xiě)寄存器的值來(lái)配置GPI0x，GPIO_pin，GPIO_Mode，GPIO_speed，以及寫(xiě)GPIOCRL/CRH寄存器。
·voidGPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct);被上一結(jié)構(gòu)體調(diào)用
GPIO_Speed描述
GPIO_Speed_10MHz最高輸出速率10MHz
GPIO_Speed_2MHz最高輸出速率2MHz
GPIO_Speed_50MHz最高輸出速率50MHz

GPIO_Mode_AIN模擬輸入
GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空輸入
GPIO_Mode_IPD下拉輸入
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

·
uint8_tGPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
uint16_tGPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef*GPIOx);，
uint8_tGPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
uint16_tGPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef*GPIOx);
讀取指定管腳輸入/輸出，讀取管腳輸入/輸出數(shù)據(jù)值。一個(gè)讀取的是管腳的狀態(tài)，而一個(gè)讀取的輸入or輸出數(shù)據(jù)寄存器的值。這一點(diǎn)要分清
·
voidGPIO_SetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
voidGPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
voidGPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,BitActionBitVal);
"bitvalmustbeBit_RESETorBit_SET“
voidGPIO_Write(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tPortVal);
“Portval為將寫(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器的值”
設(shè)定/清除指定的數(shù)據(jù)位
·voidGPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin);
鎖存管腳寄存器，鎖存指定GPIO組指定引腳。
·voidGPIO_EventOutputConfig(uint8_tGPIO_PortSource,uint8_tGPIO_PinSource);
voidGPIO_EventOutputCmd(FunctionalStateNewState);
配置GPIO為事件輸出，其后我們來(lái)解決這個(gè)疑問(wèn)。
·voidGPIO_PinRemapConfig(uint32_tGPIO_Remap,FunctionalStateNewState);
此函數(shù)決定了IO口的重新映射，實(shí)際是IO復(fù)用功能的實(shí)現(xiàn)，GPIO_Remap選擇輸入引腳，NewState的配置值如下：GPIO_Remap_SPI1SPI1復(fù)用功能映射
GPIO_Remap_I2C1I2C1復(fù)用功能映射
GPIO_Remap_USART1USART1復(fù)用功能映射
GPIO_PartialRemap_USART3USART2復(fù)用功能映射
GPIO_FullRemap_USART3USART3復(fù)用功能完全映射
GPIO_PartialRemap_TIM1USART3復(fù)用功能部分映射
GPIO_FullRemap_TIM1TIM1復(fù)用功能完全映射
GPIO_PartialRemap1_TIM2TIM2復(fù)用功能部分映射1
GPIO_PartialRemap2_TIM2TIM2復(fù)用功能部分映射2
GPIO_FullRemap_TIM2TIM2復(fù)用功能完全映射
GPIO_PartialRemap_TIM3TIM3復(fù)用功能部分映射
GPIO_FullRemap_TIM3TIM3復(fù)用功能完全映射
GPIO_Remap_TIM4TIM4復(fù)用功能映射
GPIO_Remap1_CANCAN復(fù)用功能映射1
GPIO_Remap2_CANCAN復(fù)用功能映射2
GPIO_Remap_PD01PD01復(fù)用功能映射
GPIO_Remap_SWJ_NoJTRST除JTRST外SWJ完全使能（JTAG+SW-DP）
GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisableJTAG-DP失能+SW-DP使能
GPIO_Remap_SWJ_DisableSWJ完全失能（JTAG+SW-DP）
每個(gè)功能在后面小節(jié)的應(yīng)用中體現(xiàn)。
·voidGPIO_EXTILineConfig(u8GPIO_PortSource,u8GPIO_PinSource)
GPIO配置為外部中斷，兩個(gè)值分別為端口值和引腳。
·voidGPIO_ETH_MediaInterfaceConfig(uint32_tGPIO_ETH_MediaInterface)
最后一個(gè)配置以太網(wǎng)接口。該函數(shù)只有兩行語(yǔ)句。此處不作介紹。


例程就不做介紹了，奮斗和微雪的板子都還不錯(cuò)，初學(xué)者使用剛好。
下一節(jié)研究下定時(shí)器的使用。