5.1 STM32单片机GPIO概述
STM32中每个IO口都有很多个作用,比如这次我们使用的STM32F103ZET6的PA0口,既可以作为IO口使用,还可以作为待机唤醒(WAKEUP),模拟输入(ADC功能)等。根据数据手册中列出的每个I/O端口的特定硬件特征,GPIO端口的每个位可以由软件分别配置成多种模式。
(1)输入浮空
(2)输入上拉
(3)输入下拉
(4)模拟输入
(5)开漏输出
(6)推挽式输出
(7)推挽式复用功能
(8)开漏复用功能
每个I/O端口位可以自由编程,然而I/O端口寄存器必须按32位字被访问(不允许半字或字节访问)。GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器允许对任何GPIO寄存器的读/更改的独立访问;这样,在读和更改访问之间产生IRQ时不会产生异常错误。
STM32F103系列的基本IO口结构如下图所示
从结构图可以看出来,STM32的GPIO口可以配置好几个选项,内部上拉下拉电阻的选择,推挽输出或者开漏输出,对于复用功能,有专门的复用输入支路和输出支路。STM32F103的端口由10个寄存器控制,但是常用的并不多,时钟控制寄存器APB2ENR,模式控制寄存器CRH和CRL,输入寄存器IDR,输出寄存器ODR。
5.2 相关寄存器
5.2.1 APB2 外设时钟使能寄存器:RCC_APB2ENR
31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 |
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- | |||||||||||||||
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
- | USART1EN | - | SPI1EN | TIM1EN | ADC2EN | ADC1EN | - | IOPEEN | IOPDEN | IOPCEN | IOPBEN | IOPAEN | - | AFIOEN |
Bit 14:串口1时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 12:SPI1时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 11:定时器1时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 10:ADC2时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 9:ADC1时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 6:GPIOE时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 5:GPIOD时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 4:GPIOC时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 3:GPIOB时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 2:GPIOA时钟使能(写1开启,写0关闭)
Bit 0:辅助时钟IO时钟使能(写1开启,写0关闭)
5.2.2 端口配置低寄存器:GPIOx_CRL(x=A..E)
31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CNF7 | MODE7 | CNF6 | MODE6 | CNF5 | MODE5 | CNF4 | MODE4 | ||||||||
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
CNF3 | MODE3 | CNF2 | MODE2 | CNF1 | MODE1 | CNF0 | MODE0 |
端口配置表:
bit 31Bit 30:bit 27Bit 26:bit 23Bit 22:bit 19Bit 18:bit 15Bit 14:bit 11Bit 10:bit 7Bit 6:bit 3Bit 2: | CNFy[1:0]:端口y的配置位(y=0……7)输入模式下:00:模拟输入模式01:浮空输入模式(复位后的状态)10:上拉/下拉输入模式11:保留输出模式下:00:通用推挽输出模式01:通用开漏输出模式10:复用功能推挽输出模式11:复用功能开漏输出模式 |
---|---|
bit 29Bit 28:bit 25Bit 24:bit 21Bit 20:bit 17Bit 16:bit 13Bit 12:bit 9Bit 8:bit 5Bit 4:bit 1Bit 0: | MODEy[1:0]:端口y的模式位(y=0……7)00:输入模式(复位后的状态)01:输出模式,最大速度10MHz10:输出模式,最大速度2MHz11:输出模式,最大速度50MHz |
5.2.3 端口配置高寄存器:GPIOx_CRH(x=A..E)
31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
CNF15 | MODE15 | CNF14 | MODE14 | CNF13 | MODE13 | CNF12 | MODE12 | ||||||||
15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
CNF11 | MODE11 | CNF10 | MODE10 | CNF9 | MODE9 | CNF8 | MODE8 |
配置方式和端口配置低寄存器一致。
5.2.4 端口输入数据寄存器:GPIOx_IDR(x=A..E)
31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 |
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15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
D15 | D14 | D13 | D12 | D11 | D10 | D9 | D8 | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 |
Bit 15~Bit 0:端口输入数据(这些位属于只读并只能以字的形式读出)