基于指南者STM32_入门

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C语言对寄存器的封装
总线和外设基址宏定义

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让PB0输出低/高电平，要怎么实现？

#define PERIPH_BASE    ((unsigned int)0x40000000)
#define APB2PERIPH_BASE  (PERIPH_BASE + 0x00010000)
#define GPIOB_BASE    (APB2PERIPH_BASE + 0x0C00)
#define GPIOB_ODR       *(unsignedint*)(GPIOB_BASE+0x0C)

// PB0输出输出低电平
GPIOB_ODR &= ~(1<<0);

// PB0输出输出高电平
GPIOB_ODR |= (1<<0);

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使用结构体封装寄存器列表

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使用结构体指针访问寄存器

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定义GPIO端口基地址指针

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新建工程-寄存器版本
创建文件夹

keil新建project,目录在刚创建文件夹下

当前板子为STM32F103VE

添加startup文件, startup_stm32f10x_hd.s

该文件夹创建stm32f10x.h, 用于存放寄存器映射的代码，暂时为空

该文件夹创建mian.c

#include "stm32f10x.h"

int main (void)
{
}

void SystemInit(void)
{
//函数体空,因为不引用外部文件,避免报错
}

编译,产生hex,axf等用于烧录的输出文件

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寄存器点灯
#include "stm32f10x.h"

int main (void)
{

//打开GPIOB端口的时钟
*(unsigned int *)0x40021018 |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
//*(unsigned int *)0x40010C00 &= ~(0x111<<1);
*(unsigned int *)0x40010C00 |= (0x1<<0); //PB1 左移4位;PB5 左移20位

//控制 ODR 寄存器
*(unsigned int *)0x40010C0C &= ~(1<<0); //PB1 左移1位;PB5 左移5位

}

void SystemInit(void)
{
//函数体空,因为不引用外部文件,避免报错
}

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GPIO功能框图
GPIO

general purpose input output, 是通用输入输出端口的简称，简单来说就是软件可控制的引脚，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

关于不同引脚的不同功能得查看datasheet

IO口直接驱动电机时,电机启动时,反向电流也大,会产生反向电动势,会有过冲,积分时间很短,保护二极管还未起到作用,过充电压直接进入芯片内部,损坏芯片.需要驱动电路

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推挽输出
推挽输出

INT -> ODR -> 0/1

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总结：什么叫推挽输出？
1、可以输出高低电平，用于连接数字器件，高电平由VDD决定，低电平由VSS决定。

2、推挽结构指两个三极管受两路互补的信号控制，总是在一个导通的时候另外一个截止，优点开关效率效率高，电流大，驱动能力强。

3、输出高电平时，电流输出到负载，叫灌电流，可以理解成推，输出低电平时，负载电流流向芯片，叫拉电流，即挽。

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开漏输出
开漏输出

需要上拉电阻来输出高电平 (3.3v/5v)

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总结：什么叫开漏输出？
1、只能输出低电平，不能输出高电平。

2、如果要输出高电平，则需要外接上拉。

3、开漏输出具有“线与”功能，一个为低，全部为低，多用于I2C和SMBUS总线。

GPIO输出初始化顺序

1、选定具体的GPIO

2、配置GPIO工作模式（CRL和CRH寄存器）

3、控制GPIO输出高低电平（ODR、BRR和BSRR）

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构建库函数雏形
寄存器点灯_类似固件库方法
//stm32f10x.h
//用来存放STM32寄存器映射的代码

//外设 peripheral

#define PERIPHERAL_BASE ((unsigned int)0x40000000)
#define APB1PERIPHERAL PERIPHERAL_BASE
#define APB2PERIPHERAL (PERIPHERAL_BASE+0x10000)
#define AHBPERIPHERAL (PERIPHERAL_BASE+0x20000)

#define RCC_BASE (AHBPERIPHERAL+0x1000)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPHERAL+0x0c00)

#define RCC_APB2ENR *(unsigned int *)(RCC_BASE+0x18)

#define GPIOB_CRL *(unsigned int *)(GPIOB_BASE+0x00)
#define GPIOB_CRH *(unsigned int *)(GPIOB_BASE+0x04)
#define GPIOB_ODR *(unsigned int *)(GPIOB_BASE+0x0c)

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#include "stm32f10x.h"

int main (void)
{
#if 0
//打开GPIOB端口的时钟
*(unsigned int *)0x40021018 |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
*(unsigned int *)0x40010C00 &= ~(0xf);
*(unsigned int *)0x40010C00 |= (0x1<<0); //PB1 左移4位;PB5 左移20位

//控制 ODR 寄存器
*(unsigned int *)0x40010C0C &= ~(1<<0); //PB1 左移1位;PB5 左移5位
#else
//打开GPIOB端口的时钟
RCC_APB2ENR |= (0x1<<3);
//配置IO口为输出 0x0001
GPIOB_CRL &= ~(0xf);
GPIOB_CRL |= (0x1<<0);
//控制 ODR 寄存器
GPIOB_ODR &= ~(1<<0);

#endif
}

void SystemInit(void)
{
//函数体空,因为不引用外部文件,避免报错
}

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寄存器点灯_C语言结构体

//用来存放STM32寄存器映射的代码

//外设 peripheral

#define PERIPHERAL_BASE ((unsigned int)0x40000000)
#define APB1PERIPHERAL PERIPHERAL_BASE
#define APB2PERIPHERAL (PERIPHERAL_BASE+0x10000)
#define AHBPERIPHERAL (PERIPHERAL_BASE+0x20000)

#define RCC_BASE (AHBPERIPHERAL+0x1000)
#define GPIOB_BASE (APB2PERIPHERAL+0x0c00)

#define RCC_APB2ENR *(unsigned int *)(RCC_BASE+0x18)

#define GPIOB_CRL *(unsigned int *)(GPIOB_BASE+0x00)
#define GPIOB_CRH *(unsigned int *)(GPIOB_BASE+0x04)
#define GPIOB_ODR *(unsigned int *)(GPIOB_BASE+0x0c)

typedef unsigned int uint32_t;
typedef unsigned short uint16_t;
typedef struct
{
uint32_t CRL;
uint32_t CRH;
uint32_t IDR;
uint32_t ODR;
uint32_t BSRR;
uint32_t BRR;
uint32_t LCKR;
}GPIO_TypeDef;

#define GPIOB ((GPIO_TypeDef*)GPIOB_BASE)

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#include "stm32f10x.h"

int main (void)
{
#if 0
//打开GPIOB端口的时钟
*(unsigned int *)0x40021018 |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
*(unsigned int *)0x40010C00 &= ~(0xf);
*(unsigned int *)0x40010C00 |= (0x1<<0); //PB1 左移4位;PB5 左移20位

//控制 ODR 寄存器
*(unsigned int *)0x40010C0C &= ~(1<<0); //PB1 左移1位;PB5 左移5位
#elif 0

//打开GPIOB端口的时钟
RCC_APB2ENR |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
GPIOB_CRL &= ~(0xf);
GPIOB_CRL |= (0x1<<0);

//控制 ODR 寄存器
GPIOB_ODR &= ~(1<<0);

#elif 1
//打开GPIOB端口的时钟
RCC_APB2ENR |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
GPIOB->CRL &= ~(0xf);
GPIOB->CRL |= (0x1<<0);

//控制 ODR 寄存器
GPIOB->ODR &= ~(1<<0);

#endif
}

void SystemInit(void)
{
//函数体空,因为不引用外部文件,避免报错
}

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寄存器点灯_GPIO置位/清除位函数
新建stm32f10x_gpio.c,stm32f10x_gpio.h文件;project加入C文件, C文件include H文件.

#ifndef _STM32F10X_GPIO_H
#define _STM32F10X_GPIO_H

#include "stm32f10x.h"

#define GPIO_Pin_0 ((uint16_t)0x0001)  /*!< 选择Pin0 */ //(00000000 00000001)b
#define GPIO_Pin_1 ((uint16_t)0x0002)  /*!< 选择Pin1 */ //(00000000 00000010)b
#define GPIO_Pin_2 ((uint16_t)0x0004)  /*!< 选择Pin2 */ //(00000000 00000100)b
#define GPIO_Pin_3 ((uint16_t)0x0008)  /*!< 选择Pin3 */ //(00000000 00001000)b
#define GPIO_Pin_4 ((uint16_t)0x0010)  /*!< 选择Pin4 */ //(00000000 00010000)b
#define GPIO_Pin_5 ((uint16_t)0x0020)  /*!< 选择Pin5 */ //(00000000 00100000)b
#define GPIO_Pin_6 ((uint16_t)0x0040)  /*!< 选择Pin6 */ //(00000000 01000000)b
#define GPIO_Pin_7 ((uint16_t)0x0080)  /*!< 选择Pin7 */ //(00000000 10000000)b

#define GPIO_Pin_8 ((uint16_t)0x0100)  /*!< 选择Pin8 */ //(00000001 00000000)b
#define GPIO_Pin_9 ((uint16_t)0x0200)  /*!< 选择Pin9 */ //(00000010 00000000)b
#define GPIO_Pin_10 ((uint16_t)0x0400)  /*!< 选择Pin10 */ //(00000100 00000000)b
#define GPIO_Pin_11 ((uint16_t)0x0800)  /*!< 选择Pin11 */ //(00001000 00000000)b
#define GPIO_Pin_12 ((uint16_t)0x1000)  /*!< 选择Pin12 */ //(00010000 00000000)b
#define GPIO_Pin_13 ((uint16_t)0x2000)  /*!< 选择Pin13 */ //(00100000 00000000)b
#define GPIO_Pin_14 ((uint16_t)0x4000)  /*!< 选择Pin14 */ //(01000000 00000000)b
#define GPIO_Pin_15 ((uint16_t)0x8000)  /*!< 选择Pin15 */ //(10000000 00000000)b
#define GPIO_Pin_All  ((uint16_t)0xFFFF)  /*!< 选择全部引脚*/ //(11111111 11111111)b

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

#endif /*_STM32F10X_GPIO_H*/

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#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"

int main (void)
{
#if 0
//打开GPIOB端口的时钟
*(unsigned int *)0x40021018 |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
*(unsigned int *)0x40010C00 &= ~(0xf);
*(unsigned int *)0x40010C00 |= (0x1<<0); //PB1 左移4位;PB5 左移20位

//控制 ODR 寄存器
*(unsigned int *)0x40010C0C &= ~(1<<0); //PB1 左移1位;PB5 左移5位
#elif 0

//打开GPIOB端口的时钟
RCC_APB2ENR |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
GPIOB_CRL &= ~(0xf);
GPIOB_CRL |= (0x1<<0);

//控制 ODR 寄存器
GPIOB_ODR &= ~(1<<0);

#elif 0
//打开GPIOB端口的时钟
RCC->APB2ENR |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
GPIOB->CRL &= ~(0xf);
GPIOB->CRL |= (0x1<<0);

//控制 ODR 寄存器
GPIOB->ODR &= ~(1<<0);
#elif 1
//打开GPIOB端口的时钟
RCC->APB2ENR |= (0x1<<3);

//配置IO口为输出 0x0001
GPIOB->CRL &= ~(0xf);
GPIOB->CRL |= (0x1<<0);

//控制 ODR 寄存器
//GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);
GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);

#endif
}

void SystemInit(void)
{
//函数体空,因为不引用外部文件,避免报错
}

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寄存器点灯_IO初始化
#ifndef _STM32F10X_GPIO_H
#define _STM32F10X_GPIO_H

#include "stm32f10x.h"

#define GPIO_Pin_0 ((uint16_t)0x0001)  /*!< 选择Pin0 */ //(00000000 00000001)b
#define GPIO_Pin_1 ((uint16_t)0x0002)  /*!< 选择Pin1 */ //(00000000 00000010)b
#define GPIO_Pin_2 ((uint16_t)0x0004)  /*!< 选择Pin2 */ //(00000000 00000100)b
#define GPIO_Pin_3 ((uint16_t)0x0008)  /*!< 选择Pin3 */ //(00000000 00001000)b
#define GPIO_Pin_4 ((uint16_t)0x0010)  /*!< 选择Pin4 */ //(00000000 00010000)b
#define GPIO_Pin_5 ((uint16_t)0x0020)  /*!< 选择Pin5 */ //(00000000 00100000)b
#define GPIO_Pin_6 ((uint16_t)0x0040)  /*!< 选择Pin6 */ //(00000000 01000000)b
#define GPIO_Pin_7 ((uint16_t)0x0080)  /*!< 选择Pin7 */ //(00000000 10000000)b

#define GPIO_Pin_8 ((uint16_t)0x0100)  /*!< 选择Pin8 */ //(00000001 00000000)b
#define GPIO_Pin_9 ((uint16_t)0x0200)  /*!< 选择Pin9 */ //(00000010 00000000)b
#define GPIO_Pin_10 ((uint16_t)0x0400)  /*!< 选择Pin10 */ //(00000100 00000000)b
#define GPIO_Pin_11 ((uint16_t)0x0800)  /*!< 选择Pin11 */ //(00001000 00000000)b
#define GPIO_Pin_12 ((uint16_t)0x1000)  /*!< 选择Pin12 */ //(00010000 00000000)b
#define GPIO_Pin_13 ((uint16_t)0x2000)  /*!< 选择Pin13 */ //(00100000 00000000)b
#define GPIO_Pin_14 ((uint16_t)0x4000)  /*!< 选择Pin14 */ //(01000000 00000000)b
#define GPIO_Pin_15 ((uint16_t)0x8000)  /*!< 选择Pin15 */ //(10000000 00000000)b
#define GPIO_Pin_All  ((uint16_t)0xFFFF)  /*!< 选择全部引脚*/ //(11111111 11111111)b

typedef enum //枚举
{
GPIO_Speed_10MHZ = 1,
GPIO_Speed_2MHZ, //二进制;自动往下加1
GPIO_Speed_50MHZ,
}GPIOSpeed_TypeDef;

typedef enum
{ GPIO_Mode_AIN = 0x0,          // 模拟输入    (0000 0000)b
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,  // 浮空输入    (0000 0100)b
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,       // 下拉输入    (0010 1000)b
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,       // 上拉输入    (0100 1000)b

  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,    // 开漏输出    (0001 0100)b
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,    // 推挽输出    (0001 0000)b
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,       // 复用开漏输出 (0001 1100)b
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18       // 复用推挽输出 (0001 1000)b
}GPIOMode_TypeDef;

typedef struct
{
uint16_t GPIO_Pin;
uint16_t GPIO_Speed;
uint16_t GPIO_Mode;
}GPIO_InitTypeDef;

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

#endif /*_STM32F10X_GPIO_H*/

只看该作者 · 2024-3-31 21:07

#include "stm32f10x_gpio.h"

void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
GPIOx->BSRR |= GPIO_Pin;
}

void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
GPIOx->BRR |= GPIO_Pin;
}

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{
  uint32_t currentmode = 0x00, currentpin = 0x00, pinpos = 0x00, pos = 0x00;
  uint32_t tmpreg = 0x00, pinmask = 0x00;

/*---------------------- GPIO 模式配置 --------------------------*/
  // 把输入参数GPIO_Mode的低四位暂存在currentmode
  currentmode = ((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x0F);

  // bit4是1表示输出，bit4是0则是输入
  // 判断bit4是1还是0，即首选判断是输入还是输出模式
  if ((((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x10)) != 0x00)
  {
// 输出模式则要设置输出速度
currentmode |= (uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Speed;
  }
/*-------------GPIO CRL 寄存器配置 CRL寄存器控制着低8位IO- -------*/
  // 配置端口低8位，即Pin0~Pin7
  if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00)
  {
// 先备份CRL寄存器的值
tmpreg = GPIOx->CRL;

// 循环，从Pin0开始配对，找出具体的Pin
for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
{
   // pos的值为1左移pinpos位
   pos = ((uint32_t)0x01) << pinpos;

   // 令pos与输入参数GPIO_PIN作位与运算，为下面的判断作准备
   currentpin = (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos;

   //若currentpin=pos,则找到使用的引脚
   if (currentpin == pos)
   {
// pinpos的值左移两位（乘以4），因为寄存器中4个寄存器位配置一个引脚
      pos = pinpos << 2;
   //把控制这个引脚的4个寄存器位清零，其它寄存器位不变
      pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
      tmpreg &= ~pinmask;

      // 向寄存器写入将要配置的引脚的模式
      tmpreg |= (currentmode << pos);

// 判断是否为下拉输入模式
      if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD)
      {
   // 下拉输入模式，引脚默认置0，对BRR寄存器写1可对引脚置0
      GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
      }
      else
      {
      // 判断是否为上拉输入模式
      if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
      {
      // 上拉输入模式，引脚默认值为1，对BSRR寄存器写1可对引脚置1
         GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
      }
      }
   }
}
// 把前面处理后的暂存值写入到CRL寄存器之中
GPIOx->CRL = tmpreg;
  }
/*-------------GPIO CRH 寄存器配置 CRH寄存器控制着高8位IO- -----------*/
  // 配置端口高8位，即Pin8~Pin15
  if (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin > 0x00FF)
  {
// // 先备份CRH寄存器的值
tmpreg = GPIOx->CRH;

// 循环，从Pin8开始配对，找出具体的Pin
for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
{
   pos = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));

   // pos与输入参数GPIO_PIN作位与运算
   currentpin = ((GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos);

   //若currentpin=pos,则找到使用的引脚
   if (currentpin == pos)
   {
//pinpos的值左移两位（乘以4），因为寄存器中4个寄存器位配置一个引脚
      pos = pinpos << 2;

      //把控制这个引脚的4个寄存器位清零，其它寄存器位不变
      pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
      tmpreg &= ~pinmask;

      // 向寄存器写入将要配置的引脚的模式
      tmpreg |= (currentmode << pos);

// 判断是否为下拉输入模式
      if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD)
      {
   // 下拉输入模式，引脚默认置0，对BRR寄存器写1可对引脚置0
      GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));
      }
      // 判断是否为上拉输入模式
      if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
      {
   // 上拉输入模式，引脚默认值为1，对BSRR寄存器写1可对引脚置1
      GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));
      }
   }
}
// 把前面处理后的暂存值写入到CRH寄存器之中
GPIOx->CRH = tmpreg;
  }
}