STM32F4中關於GPIO的函數詳解

與大家分享我對一下GPIO函數的理解

• 目錄

標號	函數名
1	void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx);
2	void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
3	void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
4	void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
5	uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
6	uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
7	uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
8	uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
9	void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
10	void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
11	void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
12	void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);
13	void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
14	void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, uint8_t GPIO_AF);

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1：void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx);

------------------復位IO口

• Function used to set the GPIO configuration to the default reset state
  用於將GPIO選擇的IO口組設置爲默認狀態；
  函數參數GPIOx就是用於選擇具體哪一組IO口

• 程序實現過程

//例如設置GPIOA
 if (GPIOx == GPIOA)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//復位端口
    
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, DISABLE);//不復位端口
  }

通過if判斷找到復位的IO口組，通過調用RCC_AHB1PeriphResetCmd復位端口
使端口寄存器恢復默認值

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2：void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

-------------------------IO初始化

• 首個參數GPIOx
  選擇具體哪一個GPIOx口
  例如：GPIOA 即選擇PA組IO口
• 參數GPIO_InitStruct
  參數爲一個結構體，結構體內容爲

typedef struct
{
  uint32_t GPIO_Pin;            			  //指定要配置的GPIO引腳
                                
  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;     			 //指定設置IO口的模式

  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;   			//指定所選引腳的速度
                                      
  GPIOOType_TypeDef GPIO_OType;   			//指定所選引腳的操作輸出類型
                                   
  GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd;    			//指定所選引腳的操作上拉/下拉
                                    
}GPIO_InitTypeDef;

• GPIO_Pin: 即指定具體哪個IO口
• GPIO_Speed: 輸出驅動電路的帶寬, 即一個驅動電路可以不失真地通過信號的最大頻率
• GPIO_PuPd: 即設置引腳的上拉/下拉/懸空

目前的單片機往往可以內部掛載一個電阻，通常io口呈現出高阻態
上拉：就是IO串聯一個電阻到Vcc，這樣就會讓IO口電平呈現Vcc
下拉：就是IO串聯一個電阻到Gnd，這樣就會讓IO口電平呈現Gnd
懸空：即不上下拉，這樣IO口會呈現出高阻狀態，並且IO口的初始電平是不確定的
具體分析一下GPIO_Mode和GPIO_OType

設置GPIO_Mode時，是設定一個枚舉類型的值

typedef enum
{ 
  GPIO_Mode_IN   = 0x00, //輸入
  GPIO_Mode_OUT  = 0x01, //輸出
  GPIO_Mode_AF   = 0x02, //複用
  GPIO_Mode_AN   = 0x03  //模擬輸入
}GPIOMode_TypeDef;

• 1：輸入：檢測輸入的電平
• 2：輸出：輸出高電平或低電平
• 3：複用：調用外設時設置

STM32F4 有很多的內置外設，這些外設的外部引腳都是與 GPIO 共用的。也就是說，一個引腳可以有很多作用，但是默認爲IO口，如果想使用一個 GPIO內置外設的功能引腳，就需要GPIO的複用，那麼當這個 GPIO 作爲內置外設使用的時候，就叫做複用。 比如說串口 就是GPIO複用爲串口

• 4：模擬輸入：應用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電

當GPIO引腳用於ADC採集電壓的輸入通道時，用作"模擬輸入"功能，此時信號不經過施密特觸發器，直接直接進入ADC模塊，並且輸入數據寄存器爲空 ，CPU不能在輸入數據寄存器上讀到引腳狀態,當GPIO用於模擬功能時，引腳的上、下拉電阻是不起作用的，這個時候即使配置了上拉或下拉模式，也不會影響到模擬信號的輸入輸出

設置GPIO_OType也是設置一個枚舉類型的值

typedef enum
{ 
  GPIO_OType_PP = 0x00,			//推輓輸出
  GPIO_OType_OD = 0x01			//開漏輸出
}GPIOOType_TypeDef;

區別~！！！！
推輓輸出電路： 其中IN端輸出高電平時下面的PNP三極管截止，而上面NPN三極管導通，輸出電平VS+；當IN端輸出低電平時則恰恰相反，PNP三極管導通，輸出和地相連，爲低電平

開漏輸出電路：IN端輸出低電平時，三極管導通，使輸出接地，IN端輸出高電平時，三極管截止，所以引腳既不輸出高電平，也不輸出低電平，爲高阻態。爲正常使用時必須接上拉電阻，

總結：推輓輸出（PP）可以輸出強高低電平，連接數字器件
開漏輸出（OD）可以輸出強低電平，高電平得靠外部電阻拉高。輸出端相當於三極管的集電極. 需要外接上拉電阻，才能實現輸出高電平 合於做電流型的驅動，其吸收電流的能力相對強(一般20ma以內)；在使用任何一種開漏模式時，都需要接上拉電阻，否則只能輸出低電平
推輓和開漏一般是對應輸出，上下拉一般對應着輸入

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3：void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

---------------使用默認值填充所有IO口

void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{
  /* Reset GPIO init structure parameters values */
  GPIO_InitStruct->GPIO_Pin  = GPIO_Pin_All;
  GPIO_InitStruct->GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
  GPIO_InitStruct->GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  GPIO_InitStruct->GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStruct->GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
}

默認設置爲低速推輓無上下拉輸入模式

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4：void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

--------------------鎖定GPIO管腳配置寄存器

• 當執行正確的寫序列設置了位16(LCKK)時，該寄存器用來鎖定端口位的配置。位[15:0]用於鎖定GPIO 端口的配置。在規定的寫入操作期間，不能改變LCKP[15:0]。當對相應的端口位執行了LOCK序列後，在下次系統復位之前將不能再更改端口位的配置

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5：uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

------------------------讀取指定的輸入端口引腳狀態

• 參數選擇具體哪組IO口，哪個IO口
• 返回值：0或者1，

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6：uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

------------------------讀取指定的GPIO組數據端口

• 參數是選擇哪一組IO口

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7：uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

--------------------------讀取指定的輸出端引腳狀態

• 同讀取輸入

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8：uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);

---------------------------讀取指定的GPIO組端口

• 同檢測輸入

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9：void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

-----------------------------設置IO口的輸出高電平

• 第一個參數設置GPIO的IO組
• 第二個參數設置具體IO口

作用：設置IO口輸出高電平

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10：void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

------------------------------設置IO口的輸出低電平

• 第一個參數設置GPIO的IO組
• 第二個參數設置具體IO口

作用：設置IO口輸出低電平

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11：void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);

-----------------------------設置IO口的電平

• 第一個參數設置哪組GPIO
• 第二個參數設置取締哪個IO
• 第三個參數設置高電平還是低電平

作用：設置IO口的電平

WriteBit和SetBit、ResetBit的區別！！！！
WriteBit一次只能設置一個IO口，但是SetBit支持或運算可以同時設置幾個IO的電平

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12：void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

----------------------------設置一組IO口的電平

• 第一個參數選擇GPIO組
• 第二個參數設置電平

作用：設置GPIO組的電平

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13：void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

-------------------------------切換IO口

• 第一個參數爲哪組GPIO
• 第二個參數是哪個IO口

我也不太清楚，有會的大佬可以評論一下

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14：void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, uint8_t GPIO_AF);

-------------------------------設置IO口的複用功能

• 第一個參數選擇GPIO組
• 第二個參數選擇IO口
• 第三個參數選擇複用的外設功能

設置IO口的映射，通過使用此函數映射到外設

使用複用功能時，先要將GPIO初始化的複用模式打開，才能開始映射

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總結就這些了，覺得還行的可以互相交流交流
謝謝！