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gpio 简单介绍

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楼主
tedyu|  楼主 | 2009-3-27 12:37 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

GPIO功能描述
每个GPI/O端口有两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL,GPIOx_CRH),两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR,GPIOx_ODR),一个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR),一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)和一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。
 
GPIO端口的每个位可以由软件分别配置成多种模式。
─输入浮空
─输入上拉
─输入下拉
─模拟输入
─开漏输出
─推挽式输出
─推挽式复用功能
─开漏复用功能
 
每个I/O端口位可以自由编程,然而I/0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时不会发生危险。
 
下图给出了一个I/O端口位的基本结构。
 

 
 
 
复位期间和刚复位后,复用功能未开启,I/O端口被配置成浮空输入模式(CNFx[1:0]=01b,MODEx[1:0]=00b)。
复位后,JTAG引脚被置于输入上拉或下拉模式:
─PA15:JTDI置于上拉模式
─PA14:JTCK置于下拉模式
─PA13:JTMS置于上拉模式
─PB4: JNTRST置于上拉模式
 
当作为输出配置时,写到输出数据寄存器上的值(GPIOx_ODR)输出到相应的I/O引脚。可以以推挽模式或开漏模式(当输出0时,只有N-MOS被打开)使用输出驱动器。
输入数据寄存器(GPIOx_IDR)在每个APB2时钟周期捕捉I/O引脚上的数据。
所有GPIO引脚有一个内部弱上拉和弱下拉,当配置为输入时,它们可以被激活也可以被断开。
 
当对GPIOx_ODR的个别位编程时,软件不需要禁止中断:在单次APB2写操作里,可以只更改一个或多个位。
这是通过对“置位/复位寄存器”(GPIOx_BSRR,复位是 GPIOx_BRR)中想要更改的位写’1’来实现的。没被选择的位将不被更改。
 
 
复用功能(AF)
使用默认复用功能前必须对端口位配置寄存器编程。

对于复用的输入功能,端口必须配置成输入模式(浮空、上拉或下拉)且输入管脚必须由外部驱动
注意:也可以通过软件来模拟复用功能输入管脚,这种模拟可以通过对GPIO控制器编程来实现。此时,端口应当被设置为复用功能输出模式。显然,这时相应的管脚不再由外部驱动,而是通过GPIO控制器由软件来驱动。

对于复用输出功能,端口必须配置成复用功能输出模式(推挽或开漏)。

对于双向复用功能,端口位必须配置复用功能输出模式(推挽或开漏)。这时,输入驱动器被配置成浮空输入模式。
如果把端口配置成复用输出功能,则引脚和输出寄存器断开,并和片上外设的输出信号连接。
如果软件把一个GPIO脚配置成复用输出功能,但是外设没有被激活,它的输出将不确定。
 
软件重新映射I/O复用功能
为了使不同器件封装的外设I/O功能的数量达到最优,可以把一些复用功能重新映射到其他一些脚上。这可以通过软件配置相应的寄存器来完成(参考AFIO寄存器描述)。这时,复用功能就不再映射到它们的原始引脚上了。
 
输入配置
当I/O端口配置为输入时:
●输出缓冲器被禁止
●施密特触发输入被激活
●根据输入配置(上拉,下拉或浮动)的不同,弱上拉和下拉电阻被连接
●出现在I/O脚上的数据在每个APB2时钟被采样到输入数据寄存器
●对输入数据寄存器的读访问可得到I/O状态
 
 
 
 
 
输出配置
当I/O端口被配置为输出时:
●输出缓冲器被激活
─开漏模式:输出寄存器上的’0’激活N-MOS,而输出寄存器上的’1’将端口置于高阻状态(P-MOS从不被激活)。
─推挽模式:输出寄存器上的’0’激活N-MOS,而输出寄存器上的’1’将激活P-MOS。
●施密特触发输入被激活
●弱上拉和下拉电阻被禁止
●出现在I/O脚上的数据在每个APB2时钟被采样到输入数据寄存器
●在开漏模式时,对输入数据寄存器的读访问可得到I/O状态
●在推挽式模式时,对输出数据寄存器的读访问得到最后一次写的值。
 
 
 
 
模拟输入配置
当I/O端口被配置为模拟输入配置时:
●输出缓冲器被禁止;
●禁止施密特触发输入,实现了每个模拟I/O引脚上的零消耗。施密特触发输出值被强置为’0’;
●弱上拉和下拉电阻被禁止;
●读取输入数据寄存器时数值为’0’。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
例程(1)
 
 
本例展示了如何通过设置GPIO BSRR寄存器(Port bit set/reset registe)和GPIO BRR寄存器 (Port bit reset register)来翻转IO的状态。
 
通过设置这两个寄存器,可以利用单比特操作(single atomic write access)来改变一个或者几个IO端口的状态。
 
#include "stm32f10x_lib.h"
 
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
ErrorStatus HSEStartUpStatus;
 
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void RCC_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void Delay(vu32 nCount);
 
/* Private functions ---------------------------------------------------------*/
 
/*******************************************************************************
* Function Name  : main
* Description    : Main program.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
int main(void)
{
#ifdef DEBUG
  debug();
#endif
 
  /* Configure the system clocks */
  RCC_Configuration();
    
  /* NVIC Configuration */
  NVIC_Configuration();
 
  /* Enable GPIOC clock */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); //使能APB2外设(GPIOC)时钟
  
  /* Configure  PC.04-PC.07  as Output push-pull */
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
 
  while (1)
  {
    /* Turn on led connected to PC.04pin */
       GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_4);
    /* Insert delay */
    Delay(0xAFFFF);
 
    /* Turn on led connected to PC.05 and PC.06 pins */
       GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6);
    /* Turn off led connected to PC.04 pin */
       GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_4);
    /* Insert delay */
    Delay(0xAFFFF);
 
    /* Turn on led connected to PC.07 pin */
        GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_7);
    /* Turn off led connected to PC.05 and PC.06 pins */
      GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_5);
    /* Insert delay */
    Delay(0xAFFFF);
 
    /* Turn off led connected to PC.07 pin */
    GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_7);
  }
}
 
/*******************************************************************************
* Function Name  : RCC_Configuration
* Description    : Configures the different system clocks.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
  /* RCC system reset(for debug purpose) */
  RCC_DeInit();
 
  /* Enable HSE */
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);
 
  /* Wait till HSE is ready */
  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();
 
  if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
    /* Enable Prefetch Buffer */
    FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);
 
    /* Flash 2 wait state */
    FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);
         
    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); 
  
    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1); 
 
    /* PCLK1 = HCLK/2 */
    RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);
 
    /* PLLCLK = 8MHz * 9 = 72 MHz */
    RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);
 
    /* Enable PLL */ 
    RCC_PLLCmd(ENABLE);
 
    /* Wait till PLL is ready */
    while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET)
    {
    }
 
    /* Select PLL as system clock source */
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
 
    /* Wait till PLL is used as system clock source */
    while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08)
    {
    }
  }
}
 
/*******************************************************************************
* Function Name  : NVIC_Configuration
* Description    : Configures Vector Table base location.
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void NVIC_Configuration(void)
{
#ifdef  VECT_TAB_RAM  
  /* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */ 
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0); 
#else  /* VECT_TAB_FLASH  */
  /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */ 
  NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);   
#endif
}
 
/*******************************************************************************
* Function Name  : Delay
* Description    : Inserts a delay time.
* Input          : nCount: specifies the delay time length.
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void Delay(vu32 nCount)
{
  for(; nCount != 0; nCount--);
}
 
#ifdef  DEBUG
/*******************************************************************************
* Function Name  : assert_failed
* Description    : Reports the name of the source file and the source line number
*                  where the assert_param error has occurred.
* Input          : - file: pointer to the source file name
*                  - line: assert_param error line source number
* Output         : None
* Return         : None
*******************************************************************************/
void assert_failed(u8* file, u32 line)

  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d ", file, line) */
 
  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
  }
}
#endif
 
例程2要用到JTAG ,没有那个接口,所以不能演示。
 
 
 

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