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[嵌入式]GPIO工作原理

目录

1.? GPIO基本原理和工作方式

1.1? 工程目录下面的组以及重要文件

1.2? GPIO功能描述

1.2.1? GPIO基本结构

1.2.2? GPIO工作方式

1.3? STM32引脚说明

?2.? GPIO寄存器说明

3.? STM32F10x GPIO引脚说明

3.1? 端口复用功能(Default)

3.2? 端口重映射功能(Remap)

3.3? 所有IO口都可以作为中断输入


1.? GPIO基本原理和工作方式

参考资料:

  • 战舰/精英STM32F1开发板:

《STM32F1开发指南-库函数版本》-第六章 跑马灯实验6.1小节

  • STM32F1xx官方资料:

《STM32中文参考手册V10》-第八章通用和复用功能IO(GPIO和AFIO)芯片数据手册

1.1? 工程目录下面的组以及重要文件

① 组 USER 下面存放的主要是用户代码。system_stm32f10x.c 里面主要是系统时钟初始化函数SystemInit 相关的定义,一般情况下文件用户不需要修改。stm32f10x_it.c 里面存放的是部分中断服务函数。main.c函数主要存放的是主函数了。

② 组 HARDWARE 下面存放的是每个实验的外设驱动代码,他的实现是通过调用 FWLib 下面的固件库文件实现的,比如 led.c 里面调用 stm32f10x_gpio.c 里面的函数对 led 进行 初始化,这里面的函数是讲解的重点。后面的实验中可以看到会引入多个源文件。

③ 组 SYSTEM 是 ALIENTEK 提供的共用代码,包含 Systick 延时函数,IO 口位带操作以 及串口相关函数。

④ 组 CORE 下面存放的是固件库必须的核心文件和启动文件。这里面的文件用户不需要修改。

⑤ 组 FWLib 下面存放的是 ST 官方提供的外设驱动固件库文件,这些文件大家可以根据工程需要来添加和删除。每个 stm32f10x_ppp.c 源文件对应一个 stm32f10x_ppp.h 头文件。

⑥ README 分组主要就是添加了 README.TXT 说明文件,对实验操作进行相关说明。

  • 这些组之间的层次结构?

从层次图中可以看出,用户代码和 HARDWARE 下面的外设驱动代码再不需要直接操作寄存器,而是直接或间接操作官方提供的固件库函数。

1.2? GPIO功能描述

在固件库中,GPIO 端口操作对应的库函数函数以及相关定义在文件 stm32f10x_gpio.h 和 stm32f10x_gpio.c 中

1.2.1? GPIO基本结构

FT标识是可以容忍5V?

1.2.2? GPIO工作方式

  • 4种输入模式:

输入浮空、输入上拉、输入下拉、模拟输入

输入浮空:

?输入上拉:

?输入下拉:

模拟输入:

  • 4种输出模式:

开漏输出、开漏复用功能、推挽式输出、推挽式复用功能

开漏输出:

?开漏复用功能:

?推挽式输出:

?推挽式复用功能:

8种工作模式的区别:STM32八种IO口模式区别.pdf

推挽输出:可以输出强高低电平,连接数字器件

开漏输出:只可以输出强低电平,高电平得靠外部电阻拉高。输出端相当于三极管的集电极,要得到高电平状态需要上拉电阻才行,适合于做电流型的驱动,其吸收电流能力相对强(一般20ma以内)?

参考帖子:http://www.openedv.com/posts/list/21980.htm

  • 3种最大翻转速度:

2MHZ、10MHZ、50MHZ

1.3? STM32引脚说明

战舰/精英:144脚芯片

一共7组IO口:GPIOA~GPIOG

每组IO口有16个IO:GPIOA0(PA0)~GPIOA15(PA15)

STM32的大部分引脚除了当GPIO使用外,还可以复用为外设功能引脚(比如串口)。

eg:

2.? GPIO寄存器说明

每组GPIO端口的寄存器包括:

2个32位配置寄存器(GPIOx_CRL和GPIOx_CRH)

2个32位数据寄存器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)

1个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR)

1个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)

1个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)

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)

每组IO口含下面7个寄存器,也就是7个寄存器一共可以控制一组GPIO的16个IO口。

STM32是32位寄存器,一共有32个位,配置每一个IO口要4个位,,所以一组寄存器只能配置8个IO口,但一组IO口有16个,所以需要2个32位寄存器。?

参考资料:《STM32中文参考手册V10》8.2 GPIO寄存器描述

3.? STM32F10x GPIO引脚说明

3.1? 端口复用功能(Default)

STM32的大部分端口都具有复用功能。

所谓复用,就是一些端口不仅仅可以作为通用IO口,还可以复用为一些外设引脚,比如PA9、PA10可以复用为STM32的串口1引脚。

作用:最大限度的利用端口资源。

具体有哪些复用:参考资料:STM32F103ZET6.pdf或STM32F103RCT6.pdf

3.2? 端口重映射功能(Remap)

就是可以把某些功能引脚映射到其他引脚。

比如串口1默认引脚是PA9、PA10可以通过配置重映射映射到PB6、PB7

作用:方便布线

3.3? 所有IO口都可以作为中断输入

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加:2021-08-27 12:01:45  更:2021-08-27 12:02:01 
 
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