stm32之GPIO的理解

时间：2022-07-12 17:53:25

写这个博客着重缕清自己的思路，对基础的东西有个更好的理解。

GPIO中的常用的寄存器

GPIOx_CRH 与GPIOx_CRL ： 可以配置GPIO的各种模式，进行初始化。
GPIOx_BSRR ： 32位寄存器，可以写入或清除1/0
GPIOx_IDR ： 低16位寄存器，读取IO的电平
GPIOx_ODR ：低16位寄存器，写入IO的电平

输出模式中包含

  • 通用推挽输出：可以输出高低电平
  • 通用开漏输出：不能输出高电平，需要外接上拉电阻
  • 复用推挽输出：复用功能时，同上

  • 复用开漏输出：复用功能时，同上

    用一幅最简单的图形来概括：
    stm32之GPIO的理解

输入模式中包含

  • 模拟输入模式：输入的是模拟量（用于ADC等）
  • 浮空输入模式：浮空输入状态下，IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定（一般用于各种通信协议）
  • 上拉/下拉输入模式：比较容易理解

通过对寄存器的操作就可以实现IO口的操作了。

对IO口进行宏定义

对库函数进行宏定义

#define LED1_OFF GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)
#define LED1_ON GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)

对寄存器进行宏定义

/* 直接操作寄存器的方法控制IO */
#define digitalHi(p,i) {p->BSRR=i;} //设置为高电平 
#define digitalLo(p,i) {p->BRR =i;} //输出低电平
#define digitalToggle(p,i) {p->ODR ^=i;} //输出反转状态


/* 定义控制IO的宏 */
#define LED1_TOGGLE digitalToggle(GPIOB,GPIO_Pin_0)
#define LED1_OFF digitalHi(GPIOB,GPIO_Pin_0)
#define LED1_ON digitalLo(GPIOB,GPIO_Pin_0)

位带操作的宏定义

首先引用正点原子中sys.h中的代码

//位带操作,实现51类似的GPIO控制功能
//具体实现思想,参考<<CM3权威指南>>第五章(87页~92页).
//IO口操作宏定义
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2)) 
#define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr)) 
#define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum)) 
//IO口地址映射
#define GPIOA_ODR_Addr (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C 
#define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C 
#define GPIOC_ODR_Addr (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C 
#define GPIOD_ODR_Addr (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C 
#define GPIOE_ODR_Addr (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C 
#define GPIOF_ODR_Addr (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C 
#define GPIOG_ODR_Addr (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C 

#define GPIOA_IDR_Addr (GPIOA_BASE+8) //0x40010808 
#define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08 
#define GPIOC_IDR_Addr (GPIOC_BASE+8) //0x40011008 
#define GPIOD_IDR_Addr (GPIOD_BASE+8) //0x40011408 
#define GPIOE_IDR_Addr (GPIOE_BASE+8) //0x40011808 
#define GPIOF_IDR_Addr (GPIOF_BASE+8) //0x40011A08 
#define GPIOG_IDR_Addr (GPIOG_BASE+8) //0x40011E08 

//IO口操作,只对单一的IO口!
//确保n的值小于16!
#define PAout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出 
#define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入 

#define PBout(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出 
#define PBin(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入 

#define PCout(n) BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n) //输出 
#define PCin(n) BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n) //输入 

#define PDout(n) BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n) //输出 
#define PDin(n) BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n) //输入 

#define PEout(n) BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n) //输出 
#define PEin(n) BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n) //输入

#define PFout(n) BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n) //输出 
#define PFin(n) BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n) //输入

#define PGout(n) BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n) //输出 
#define PGin(n) BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n) //输入

位带别名区把每个比特膨胀成一个 32 位的字。当你通过位带别名区访问这些字时，就可以达到访问原始比特的目的。
stm32之GPIO的理解

位带操作可以使用普通的加载/存储指令来对单一的比特进行读写，实现原子操作。
优势在于：`

  • 位带操作对于硬件 I/O 密集型的底层程序最有用处，操作方便，速度快。
  • 在多任务中，用于实现共享资源在任务间的“互锁”访问。

`

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