stm32-gpio

- Date:2023-06-08

• Time:20:49
• Subject: none
• Tags: #stm32 #GPIO
  [[2023-06]]

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通用外设驱动模型（四步法）

1. 初始化
   1. 时钟设置：选择时钟源，启动时钟
   2. 参数设置：gpio工作方式
   3. io设置：除了gpio，如串口usart，
   4. 中断设置：开启，设置NVIC
2. 读函数（可选）
   1. 从外设读取数据
3. 写函数（可选）
   1. 往外设写入数据
4. 中断服务函数（可选）
   1. 根据中断标志，处理外设各种中断事务

GPIO配置步骤

#配置

使能时钟

__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE()
主要寄存器：
F1：RCC_APB2ENR //APB2总线上的
F4：RCC_AHB1ENR
F7：RCC_AHB1ENR
H7：RCC_AHB4ENR
开启GPIO时钟

设置工作模式

HAL_GPIO_Init()
主要寄存器：
F1：CRL、CRH、ODR
F4/F7/H7：MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR
初始化GPIO

设置输出状态（可选）

HAL_GPIO_WritePin()
HAL_GPIO_TogglePin()
主要寄存器：
BSRR，控制IO输出高/低电平；BSRR，每次调用IO输出电平翻转一次

读取输入状态（可选）

HAL_GPIO_ReadPin()
主要寄存器：
IDR，读取IO电平

关键结构体简介

F1

typedef struct
{
  uint32_t Pin;        /* 引脚号 */
  uint32_t Mode;   /* 模式设置 */
  uint32_t Pull;       /* 上拉下拉设置 */
  uint32_t Speed;  /* 速度设置 */
} GPIO_InitTypeDef;

F4/F7/H7

typedef struct
{
  uint32_t Pin;              /* 引脚号 */
  uint32_t Mode;         /* 模式设置 */
  uint32_t Pull;            /* 上拉下拉设置 */
  uint32_t Speed;       /* 速度设置 */
  uint32_t Alternate; /* 复用功能 */
} GPIO_InitTypeDef;

- Date:2023-06-08

• Time:19:32
• Subject: none
• Tags: #stm32 #GPIO
  [[2023-06]]

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GPIO寄存器介绍

x：A B…
yyy：寄存器简写

端口配置 低 寄存器（CRL）- F1

需要上下表格同时看，3 2 1 0 控制一个io口，4bit控制一个io口，

端口配置 高 寄存器（CRH）- F1

上面两个加起来控制16个io口，都起配置作用；每组 GPIO 下有 16 个 IO 口，一个寄存器共 32 位，每 4 个位控制 1 个 IO，所以才需要两个寄存器完成。

工作模式配置补充 – F1

补充的原因：cnf1 cnf0位置配置上下拉输入，但是不确定，需要在odr寄存器中再设置

端口输出数据寄存器（ODR）– F1

用于设置IO引脚输出的电平
PA10对应ODR10，设置功能对应的值看上图

端口输入数据寄存器（IDR）– F1

用于判断IO引脚的电平，用于读取的外部输入的是高还是低的寄存器

端口位设置/清除寄存器（BSRR）– F1

比如再BS10设置为1，则ODR10位就输出高电平

F4/F7/H7系列的GPIO相关寄存器略（看ppt

ODR和BSRR寄存器控制输出有什么区别？

ST官方给的答案：使用ODR，在读和修改访问之间产生中断时，可能会发生风险；BSRR则无风险。
BSRR  VS  ODR：

GPIOB->ODR |= 1 << 3;           /* PB3 = 1 */
相当于ODR=ODR|(1<<3)，先读取了原来的值，再进行操作

GPIOB->BSRR = 0x00000008;      /* PB3 = 1 */

ODR修改：读->改->写
BSRR修改：  写
可能在 读改 或者 改写 的过程中有中断，发生问题
建议大家使用BSRR寄存器控制输出

- Date:2023-06-08

• Time:11:03
• Subject:
• Tags: #stm32 #GPIO
  [[2023-06]]

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IO端口基本结构介绍

F1的IO结构图

F4/F7/H7的IO结构图

施密特触发器简介

施密特触发器就是一种整形电路，可以将非标准方波，整形成方波
特点：

1. 当输入电压高于正向阈值电压，输出为高；
2. 当输入电压低于负向阈值电压，输出为低；
3. 当输入在正负向阈值电压之间，输出不改变。
   效果：整形！如正弦波转方波
   

P-MOS & N-MOS管简介

MOS管是压控型元件，通过控制栅源电压（ Vgs ）来实现导通或关闭。

Vgs=Vg-Vs，用1，0的逻辑来看也可以的
P是G接入高电平不导通，相当于两个1不导通
N则是两个0不导通，G接入高电平导通

GPIO的八种模式分析

从stm32f103参考手册中的章节可以找出来
四个输入，四个输出

GPIO工作模式：输入浮空

外部高阻态的时候

GPIO工作模式：输入上拉

GPIO工作模式：输入下拉

GPIO工作模式：模拟功能

GPIO工作模式：开漏输出

P-MOS的G端一直高电平，一直不导通，N端受输出控制控制，ODR给0，则输出控制高（输出控制的地方相当于对信号进行了取反操作），mos导通（把VSS的低电平输出出去了），给1则输出低，mos不导通（形成高阻态，没有意义，但是看后面），这样让N-MOS开或者关，同时外面I/O引脚处有个上拉电阻（必须），那么则会输出上拉电阻处的高电平，高阻态则可忽略掉，让整个引脚的电压情况随着N-MOS的情况改变
相当于这样：
f1是要自己搞外部上拉，其他的自带内部，可看前面的图
允许输入，ttl肖特基触发器接通了
ODR是输出数据寄存器，IDR就是上面输入的那个

GPIO工作模式：开漏式复用功能

片上外设控制，仍让需要外部上拉

GPIO工作模式：推挽输出

与开漏有区别，两个mos分别在ODR 的0/1的时候作用

GPIO工作模式：推挽式复用功能

- Date:2023-06-08

• Time:10:50
• Subject:
• Tags: #stm32 #GPIO
  [[2023-06]]

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什么是GPIO

General Purpose Input Output，即通用输入输出端口，简称GPIO
作用：负责采集外部器件的信息或者控制外部器件工作，即输入输出
例子：

STM32 GPIO简介

GPIO特点

1. 不同型号，IO口数量可能不一样，可通过选型手册快速查询
2. 快速翻转，每次翻转最快只需要两个时钟周期（F1最高速度可以到50Mhz）
3. 每个IO口都可以做中断
4. 支持8种工作模式

GPIO电器特性

TTL端口：标识FT，5v-3.3v
为什么是-0.3和3.6，因为有保护二极管，钳位，有压降和压升

GPIO引脚分布

STM32引脚类型：

1. 电源引脚（v开头）、晶振引脚（低速标32，高速不确定）、复位引脚（nrst）、下载引脚、BOOT引脚（boot0 boot1）、GPIO引脚（p开头）

不同芯片引脚分布情况