【STM32】GPIO和AFIO标准库使用框架

devtools/2024/11/15 4:26:32/

本篇博客重点在于标准库函数的理解与使用，搭建一个框架便于快速开发

目录

GPIO简介

GPIO时钟使能

GPIO初始化

工作模式

选择引脚

输出速度

函数应用

GPIO初始化框架

8个电平读写函数

写端口电平

 读端口电平

GPIO框架汇总

AFIO简介

AFIO时钟使能

函数应用 

1.引脚重映射

AFIO引脚重映射框架

2.中断引脚选择

AFIO中断配置框架

GPIO简介

GPIO（General Purpose Input Output），通用输入输出口

引脚电平：0V~3.3V，部分引脚可容忍5V

输出模式下可控制端口输出高低电平，可以模拟通信协议输出时序等

输入模式下可读取端口的高低电平，可以模拟通信协议接收数据等

GPIO时钟使能

已知所有GPIO都在APB2总线（如图）

再由RCC时钟树，需要使能APB2外设的GPIO时钟

故

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

第一个参数选择  RCC_APB2Periph_GPIOX（X为A,B,C...）

第二个参数 为 ENABLE

在每一次复位以后，所有除SRAM和 FLITF以外的外设都被关闭，在使用一个外设之前，必须设置寄存器RCC_AHBENR来打开该外设的时钟。

RCC时钟开启后就开始初始化GPIO了

GPIO初始化

工作模式

复位后，I/O端口被配置成浮空输入模式

GPIO有8种工作模式

输入模式

输入模式标准库枚举定义
浮空输入GPIO_Mode_IN_FLOATING

上拉输入

GPIO_Mode_IPU
下拉输入GPIO_Mode_IPD
模拟输入GPIO_Mode_AIN

输出模式 

输出模式标准库枚举定义
推挽输出 GPIO_Mode_Out_PP
开漏输出 GPIO_Mode_Out_OD
复用推挽输出 GPIO_Mode_AF_PP
复用开漏输出GPIO_Mode_AF_OD

推挽输出默认输出低电平

1.如果把端口配置成复用输出功能，则引脚和输出寄存器断开，并和片上外设的输出信号连接。

2.如果软件把一个GPIO脚配置成复用输出功能，但是外设没有被激活，它的输出将不确定

3.外设可以读取输入模式下GPIO值，例如定时器输入捕获和编码器模式等

GPIO中每一位的具体电路结构：

图片来源：STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕_哔哩哔哩_bilibili

选择引脚

选择你需要的引脚：GPIO_Pin_X     X为0，1，2 ...

输出速度

GPIO的输出速度可以限制输出引脚的最大翻转速度（为了低功耗和稳定性）

有三个选择：

最大输出速度为2MHz

最大输出速度为10MHz

最大输出速度为50MHz

（输出速度，输入模式下无作用）

函数应用

GPIO初始化框架

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

8个电平读写函数

实际是读写寄存器

写端口电平

即写输出模式下输出的电平

设置高电平

通过   |  可以设置多个端口

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_1);

设置低电平 

通过   |  可以设置多个端口

GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_13);

一位写入 

GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
//GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)0);也可

十六位整体写入

GPIO_Write(GPIOA, ~0x0001);

 读端口电平

读取一位输入端口电平

uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

读取十六位输入端口电平

uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

 读取一位输出端口电平

uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

 读取十六位输出端口电平

uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

GPIO框架汇总

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//8个读写函数
uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

 默认复用功能不需要AFIO，设置复用输出模式即可

AFIO简介

AFIO（Alternate Function I/O），复用IO口。即一个IO口用在多个外设上，以节省IO资源，提高IO利用率。

作用：复用功能引脚重映射；中断引脚选择

AFIO时钟使能

同GPIO一样，AFIO在APB2总线。

再由RCC时钟树，需要使能APB2外设的AFIO时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

函数应用 

1.引脚重映射

调用一个函数即可，该函数将默认复用功能改为引脚定义表指定的复用功能

示例代码不与上示图片对应，图片只是举个例子

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);

 部分引脚复位后有已经开启默认复用功能（如：调试端口），需要先解除复用变为普通的GPIO，再使用 引脚重映射函数。例如：

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);

复位期间和刚复位后，复用功能未开启，I/O端口被配置成浮空输入模式

来自：参考手册

AFIO引脚重映射框架

//选择重映射的IO口为普通GPIO口
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);//选择重映射的IO口不是普通GPIO口
//需要解除复用功能，变为普通GPIO口RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap1_TIM2, ENABLE);

2.中断引脚选择

事件控制寄存器(AFIO_EVCR)

 将Cortex的EVENTOUT连接到指定IO口，中断能得到响应，内核及时处理

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource12);

AFIO中断配置框架

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//输出速度，输入无用GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource12);


http://www.ppmy.cn/devtools/88996.html

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