stm32-gpio

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