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一、STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理
1.寄存器简介
??根据百度百科介绍，寄存器是中央处理器内的组成部分。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和地址，寄存器是 CPU 内部的构造，它主要用于信息的存储。。
??我们可以理解为硬件构成上寄存器和内存储器也都是由一个8位大小的元器件线性排列组成的，地址对应着元素的地址。
??寄存器最起码具备以下4种功能：
①清除数码：将寄存器里的原有数码清除。 ②接收数码：在接收脉冲作用下，将外输入数码存入寄存器中。
③存储数码：在没有新的写入脉冲来之前，寄存器能保存原有数码不变。 ④输出数码：在输出脉冲作用下，才通过电路输出数码。
仅具有以上功能的寄存器称为数码寄存器；有的寄存器还具有移位功能，称为移位寄存器。
??存放数据的寄存器是最好理解的，如果你需要读取一个数据，直接到这个寄存器所在的地方来问问他，数据是多少就行了。问寄存器这个动作，叫做访问寄存器。不同的数据会存放在不同的寄存器，例如引脚PA2与PB8的高低电平数据（1或0）肯定放在不同的寄存器里。
??不同的寄存器可以通过地址区分，不同的寄存器有不同的地址。
??指令、地址寄存器与数据寄存器类似，里边存放的都是0和1，毕竟单片机也只认识机器码，机器码都是0或1，只是特别的规定下，数据寄存器里面存放的0和1表示数据，指令寄存器里存放的表示指令。
2.地址映射和寄存器映射原理
寄存器映射：
??存储器本身不具有地址信息，它的地址是由芯片厂商或用户分配，简单地说，给存储器分配地址的过程就称为存储器映射
??在存储器的区域单元中，每一个单元对应不同的功能，当我们控制这些单元时就可以驱动外设工作。我们可以找到每个单元的起始地址，然后通过 C 语言指针的操作方式来访问这些单元，我们可以根据每个单元功能的不同，以功能为名给这个内存单元取一个别名，这个别名就是我们经常说的寄存器，这个给已经分配好地址的有特定功能的内存单元取别名的过程就叫寄存器映射。
下图所示为STM32F103参考手册中的寄存器映像：
地址映射：
??为了保证CPU执行指令时可正确访问存储单元，需将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为地址映射。
二、GPIO端口的初始化设置步骤
三步骤：时钟配置、输入输出模式设置、最大速率设置
（1）单片机的时钟
??stm32的时钟是由内部或外部振荡器产生的“频率”，而被人们形象的称为“系统时钟”。最大为72MHz换成周期T为：1/72MHz≈13.9ns。
??stm32功能强大，能做很多事，但与之同时带来的消耗也越严重，当stm32不引入时钟的话，就像51一样外设全开，相应耗电就很严重了，所以厂家（st公司）为了解决这个问题，引入了“时钟概念”，即使用哪个外设就给哪个外设时钟（频率），不使用的就关掉（不震荡）。此做法大大降低了功耗，续航持久。
（2）GPIO简介
??GPIO 是通用输入输出端口的简称，是 STM32 可控制的引脚，STM32 芯片的 GPIO 引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。STM32 芯片的 GPIO 被分成很多组，每组有 16 个引脚，所有的 GPIO 引脚都有基本的输入输出功能。
??最基本的输出功能是由 STM32 控制引脚输出高、低电平，实现开关控制，如把 GPIO引脚接入到 LED灯，那就可以控制 LED灯的亮灭，引脚接入到继电器或三极管，那就可以通过继电器或三极管控制外部大功率电路的通断。
??最基本的输入功能是检测外部输入电平，如把 GPIO 引脚连接到按键，通过电平高低区分按键是否被按下。
（3）GPIO模式
GPIO的工作模式主要有八种：4种输入方式，4种输出方式。
分别为输入浮空，输入上拉，输入下拉，模拟输入；
输出方式为开漏输出，开漏复用输出，推挽输出，推挽复用输出。
（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入 （应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电）
（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 （浮空就是浮在半空，可以被其他物体拉上或者拉下，可以用于按键输入）
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入 （IO内部下拉电阻输入）
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入 （IO内部上拉电阻输入）
（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出（开漏输出: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）
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出
（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出
（4）输入和输出
??简单来说：输出是CPU计算后进行控制，输入是读取后给CPU进行计算。
输入配置：
输入： 进行数据的采集，外部电路通过IO口输入模拟量，然后通过“TTL肖特基触发器”，进入输入数据寄存器，最后就能给CPU读取数据。
输出配置：
输出： GPIO的输出与51的 IO口是差不多的概念，都是输出高、低电平来控制外部电路。
??处理过程：CPU下达输出高或低电平指令，指令配置“位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）”（设置就是“1”高电平，清除就是“0”低电平），再由位寄存器配置输出数据寄存器（GPIOx_ODR），经过一个选择器（选择是一般输出还是复用功能输出），然后进行输出控制，控制是什么模式：推挽、开漏或者关闭，然后输出高或低电平到IO口。
（5）GPIO初始化步骤
第一步：使能GPIOx口的时钟
第二步：指明GPIOx口的哪位，这一位的速度大小以及模式
第三步：调用GPIOx初始化函数进行初始化
第四步：调用GPIO-SetBits函数，进行相应位的置位
具体GPIO口的初始化代码如下：
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
第一步：使能GPIOA的时钟：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
第二步：设置GPIOA参数：输出OR输入，工作模式，端口翻转速率
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_7| GPIO_Pin_8; //设定要操作的管脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // IO口速度为50MHz
第三步：调用GPIOA口初始化函数，进行初始化。
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOA
第四步：调用GPIO-SetBits函数，进行相应为的置位。
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //输出高
三、总结
?? 通过学习STM32F103系列芯片的地址映射和寄存器映射原理，加深了我对寄存器的理解及对地址映射和寄存器映射的理解；学习GPIO端口的初始化设置三步骤：时钟配置、输入输出模式设置、最大速率设置。我可以上手编写GPIO端口的初始化设置的代码。
??总之，本次学习使我受益良多
四、参考
https://blog.csdn.net/geek_monkey/article/details/86291377
https://blog.csdn.net/qq_46467126/article/details/120737655?spm=1001.2014.3001.5502