| 按照STM32MCUWIKI、参考手册的外设介绍----->CubeF4的软件包中相关的Exmple代码----->CubeMX设置截图加深理解记忆 资料链接：嵌入式开发_硬软件的环境搭建 |
外设简介
GPIO代表[General Purpose Input/Output]通用输入/输出。它是集成电路上没有特定功能的引脚类型。虽然大多数引脚都有专用用途，例如向某个组件发送信号，但 GPIO 引脚的功能是可定制的，可以由软件控制。
引脚模式
通用 I/O（GPIO）端口的每个端口位可以通过软件单独配置为以下几种模式：
- 复用功能[alternate function (AF)]
引脚特性
引脚输出速度
其主要是指STM32改变引脚状态，由高变为低或由低变为高时的上升沿和下降沿。
相关寄存器
功能介绍
I/O 端口控制寄存器
| 每个 GPIO 有 4 个 32 位存储器映射的控制寄存器（GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、 GPIOx_OSPEEDR、GPIOx_PUPDR），可配置多达 16 个 I/O。 GPIOx_MODER 寄存器用于选择 I/O 方向（输入、输出、AF、模拟）。 GPIOx_OTYPER 和 GPIOx_OSPEEDR 寄存器分别用于选择输出类型（推挽或开漏）和速度 (无论采用哪种 I/O 方向，都会直接将 I/O 速度引脚连接到相应的 GPIOx_OSPEEDR 寄存器位）。无论采用哪种 I/O 方向， GPIOx_PUPDR 寄存器都用于选择上拉/下拉。 |
I/O 端口数据寄存器
| 每个 GPIO 都具有 2 个 16 位数据寄存器：输入和输出数据寄存器（GPIOx_IDR 和 GPIOx_ODR）。 GPIOx_ODR 用于存储待输出数据，可对其进行读/写访问。 通过 I/O 输入的数据存储到输入数据寄存器 (GPIOx_IDR) 中，它是一个只读寄存器。 |
I/O 数据位操作
| 置位复位寄存器 (GPIOx_BSRR) 是一个 32 位寄存器，它允许应用程序在输出数据寄存器 (GPIOx_ODR) 中对各个单独的数据位执行置位和复位操作。置位复位寄存器的大小是 GPIOx_ODR 的二倍。 GPIOx_ODR 中的每个数据位对应于 GPIOx_BSRR 中的两个控制位：BSRR(i) 和 BSRR(i+SIZE)。 当写入 1 时，BSRR(i) 位会置位对应的 ODR(i) 位。当写入 1 时，BSRR(i+SIZE) 位会清零 ODR(i) 对应的位。 |
GPIO 锁定机制
| 通过将特定的写序列应用到 GPIOx_LCKR 寄存器，可以冻结 GPIO 控制寄存器。冻结的寄存器包括 GPIOx_MODER、GPIOx_OTYPER、GPIOx_OSPEEDR、GPIOx_PUPDR、 GPIOx_AFRL 和 GPIOx_AFRH。 |
I/O 复用功能输入/输出
| 有两个寄存器可用来从每个 I/O 可用的 16 个复用功能输入/输出中进行选择。借助这些寄存器，可根据应用程序的要求将某个复用功能连接到其它某个引脚。 这意味着可使用 GPIOx_AFRL 和 GPIOx_AFRH 复用功能寄存器在每个 GPIO 上复用多个可 用的外设功能。这样一来，应用程序可为每个 I/O 选择任何一个可用功能。由于 AF 选择信号由复用功能输入和复用功能输出共用，所以只需为每个 I/O 的复用功能输入/输出选择一个通道即可。 |
外部中断线/唤醒线
| 所有端口都具有外部中断功能。要使用外部中断线，必须将端口配置为输入模式。具体参考Example |
详细介绍
1. GPIOx_MODER（GPIO 端口模式寄存器）
2. GPIOx_OTYPER（GPIO 端口输出类型寄存器）
3. GPIOx_OSPEEDR（GPIO 端口输出速度寄存器）
4. GPIOx_PUPDR（GPIO 端口上拉/下拉寄存器）
5. GPIOx_IDR（GPIO 端口输入数据寄存器）
6. GPIOx_ODR（GPIO 端口输出数据寄存器）
7. GPIOx_BSRR（GPIO 端口置位/复位寄存器）
8. GPIOx_LCKR（GPIO 端口配置锁定寄存器）
9. GPIOx_AFRL（GPIO 复用功能低位寄存器）
10. GPIOx_AFRH（GPIO 复用功能高位寄存器）
HAL库相关驱动API
HAL_GPIO_ReadPin
| C
/**
* @brief Reads the specified input port pin.
* @param GPIOx where x can be (A..K) to select the GPIO peripheral for STM32F429X device or
* x can be (A..I) to select the GPIO peripheral for STM32F40XX and STM32F427X devices.
* @param GPIO_Pin specifies the port bit to read.
* This parameter can be GPIO_PIN_x where x can be (0..15).
* @retval The input port pin value.
*/
GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
GPIO_PinState bitstatus;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
if((GPIOx->IDR & GPIO_Pin) != (uint32_t)GPIO_PIN_RESET)
{
bitstatus = GPIO_PIN_SET;
}
else
{
bitstatus = GPIO_PIN_RESET;
}
return bitstatus;
} |
HAL_GPIO_WritePin
| C
/**
* @brief Sets or clears the selected data port bit.
*
* @note This function uses GPIOx_BSRR register to allow atomic read/modify
* accesses. In this way, there is no risk of an IRQ occurring between
* the read and the modify access.
*
* @param GPIOx where x can be (A..K) to select the GPIO peripheral for STM32F429X device or
* x can be (A..I) to select the GPIO peripheral for STM32F40XX and STM32F427X devices.
* @param GPIO_Pin specifies the port bit to be written.
* This parameter can be one of GPIO_PIN_x where x can be (0..15).
* @param PinState specifies the value to be written to the selected bit.
* This parameter can be one of the GPIO_PinState enum values:
* @arg GPIO_PIN_RESET: to clear the port pin
* @arg GPIO_PIN_SET: to set the port pin
* @retval None
*/
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState));
if(PinState != GPIO_PIN_RESET)
{
GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
}
else
{
GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16U;
}
} |
HAL_GPIO_TogglePin
| C
/**
* @brief Toggles the specified GPIO pins.
* @param GPIOx Where x can be (A..K) to select the GPIO peripheral for STM32F429X device or
* x can be (A..I) to select the GPIO peripheral for STM32F40XX and STM32F427X devices.
* @param GPIO_Pin Specifies the pins to be toggled.
* @retval None
*/
void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
uint32_t odr;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
/* get current Output Data Register value */
odr = GPIOx->ODR;
/* Set selected pins that were at low level, and reset ones that were high */
GPIOx->BSRR = ((odr & GPIO_Pin) << GPIO_NUMBER) | (~odr & GPIO_Pin);
} |
CubeF4软件包Example示例：
1. GPIO_IOToggle
| C
static GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* -2- Configure PG.6, PG.7, PG10 and PG.12 IOs in output push-pull mode to
drive external LEDs */
GPIO_InitStruct.Pin = (GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_12);
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FAST;
HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStruct);
/* -3- Toggle PG.6, PG.7, PG10 and PG.12 IOs in an infinite loop */
while (1)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_6);
/* Insert delay 100 ms */
HAL_Delay(100);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_7);
/* Insert delay 100 ms */
HAL_Delay(100);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_10);
/* Insert delay 100 ms */
HAL_Delay(100);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOG, GPIO_PIN_12);
/* Insert delay 100 ms */
HAL_Delay(100);
} |
2.GPIO_EXTI
| C
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/* Enable GPIOA clock */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/* Configure PA0 pin as input floating */
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_0;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
/* Enable and set EXTI Line0 Interrupt to the lowest priority */
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 2, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
/**
* @brief EXTI line detection callbacks
* @param GPIO_Pin: Specifies the pins connected EXTI line
* @retval None
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if(GPIO_Pin == KEY_BUTTON_PIN)
{
/* Toggle LED2 */
BSP_LED_Toggle(LED2);
}
} |
CubeMX相关设置
GPIO为输出模式的设置
GPIO为输入模式的设置
GPIO为EXTI模式的设置
此处的MODE其实是多个模式的组合，对于本文章而言，其实是MODE_INPUT
| C
#define GPIO_MODE_IT_RISING (MODE_INPUT | EXTI_IT | TRIGGER_RISING) |
