關於GPIO口的一些概念性問題

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一、什麼是GPIO？

　　GPIO的英文全稱是General-Purpose IO ports，也就是通用輸入輸出口。

　　在嵌入式系統中，經常需要控制許多結構簡單的外部裝置或者電路，這些裝置有的需要通過CPU控制，有的需要CPU提供輸入訊號。並且，許多裝置或電路只要求有開/關兩種狀體就夠了，比如LED的亮與滅。對這些裝置的控制，使用傳統的串口或者並口就顯得比較複雜，所以，在嵌入式微處理器上通常提供了一種“通用可程式化I/O連接埠”，也就是GPIO。

　　一個GPIO連接埠至少需要兩個寄存器，一個做控制用的“通用IO連接埠控制寄存器”，還有一個是存放資料的“通用I/O連接埠資料寄存器”。資料寄存器的每一位是和GPIO的硬體引腳對應的，而資料的傳遞方向是通過控制寄存器設定的，通過控制寄存器可以設定每一位引腳的資料流向。

二、STM32中關於GPIO口的介紹

　　在STM32中每個GPI/O連接埠有兩個32位配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH)，兩個32位元據寄存器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)，一個32位置位/複位寄存器(GPIOx_BSRR)，一個16位複位寄存器(GPIOx_BRR)和一個32位鎖定寄存器(GPIOx_LCKR)。

　　根據資料手冊中列出的每個I/O連接埠的特定硬體特徵， GPIO連接埠的每個位可以由軟體分別配置成多種模式。

　　　　 ─ 輸入浮空

　　　　 ─ 輸入上拉

　　　　 ─ 輸入下拉

　　　    ─ 類比輸入

　　　　 ─ 開漏輸出

　　　　 ─ 推挽式輸出

　　　　 ─ 推挽式複用功能

　　　　 ─ 開漏複用功能

三、常用GPIO口寄存器描述

　　1、連接埠配置寄存器（GPIOx_CRL,GPIOx_CRH）

　　　 GPIOx_CRL和GPIOx_CRH分別對應GPIO口的低8位和高8位輸入輸出口，每個寄存器的4位對應GPIO口的一個連接埠的配置模式，其中4位中的低兩位代表配置為輸入還是輸出模式，記為MODEy[1:0],具體的模式配置情況如下：

　　　00：輸入模式(複位後的狀態)

　　   01：輸出模式，最大速度10MHz

　　   10：輸出模式，最大速度2MHz

         11：輸出模式，最大速度50MHz

　高兩位通常對應於什麼輸入輸出方式，記為CNFy[1:0],具體的模式配置情況如下：

　　　在輸入模式(MODE[1:0]=00)： 

　　　　　00：類比輸入模式 

　　　　　01：浮空輸入模式(複位後的狀態)　　

　　　　   10：上拉/下拉輸入模式 

　　　　   11：保留 

　　　在輸出模式(MODE[1:0]>00)：

　　　　   00：通用推挽輸出模式

　　　　   01：通用開漏輸出模式

　　　　   10：複用功能推挽輸出模式

　　　　   11：複用功能開漏輸出模式

　　2、連接埠輸入資料寄存器(GPIOx_IDR)

　　　　  位31:16 保留，始終讀為0。

　　　　  位15:0   連接埠輸入資料，這些位為唯讀並只能以字(16位)的形式讀出。讀出的值為對應I/O口的狀態。

　　3、連接埠輸出資料寄存器(GPIOx_ODR)

 　　　　 位31:16 保留，始終讀為0。

　　　　  位15:0   連接埠輸出資料，這些位可讀可寫並只能以字(16位)的形式操作。

　　4、連接埠位設定/清除寄存器(GPIOx_BSRR)

 

　　

　　5、連接埠位清除寄存器(GPIOx_BRR)

　　

 

四、一個簡單的關於寄存器的操作

 　　MiniSTM32關於狀態指示燈的串連

      

　　由圖示可以看出DS0和DS1分別接在GPIOA8和GPIOD2上，由此可以對寄存器的操作來實現流水燈實驗

　　void LED_Init(void)
　　{
　　　　RCC->APB2ENR |= 1 << 2; //使能PORTA時鐘
　　　　RCC->APB2ENR |= 1 << 5; //使能PORTB時鐘
　　　　GPIOA->CRH &= 0xFFFFFFF0;//清空PA8
　　　　GPIOA->CRH |= 0x00000003;//將PA8設定成通用推挽輸出模式
　　　　GPIOA->ODR |= 1 << 8;       
　　　　GPIOD->CRL &= 0xFFFFF0FF;//清空PD2
　　　　GPIOD->CRL |= 0x00000300;//將PD2設定成通用推挽輸出模式
　　　　GPIOD->CRL |= 1 << 2;
　　}

　　int main(void)
　　{
　　　　Stm32_Clock_Init(9);     //初始化時鐘
　　　　delay_init(72);　　　　   //延時初始化
　　　　LED_Init();           　　  //配置相應寄存器

　　　　while(1)
　　　　{
　　　　　　LED0 = 0;  　　　　//點亮DS0
　　　　　　LED1 = 1;
　　　　　　delay_ms(500);
　　　　　　LED0 = 1;             //點亮DS1
　　　　　　LED1 = 0;           
　　　　　　delay_ms(500);
　　　　}

　　}