[STM32F1] GPIO_Init()函数详解

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 楼主| linfelix 发表于 2023-5-30 07:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
GPIO, IO, gp, ni, pi


  1. 函数目的:对GPIO进行初始化。
  2. 如果对寄存器操作GPIO有一定了解的话,对下面理解起来就比较简单。
  3. 如果将GPIO口设置为输出模式,要设置两个寄存器,CRL与ODR。
  4. CRL:规定了低8位GPIO的输出输入状态模式。
  5. ODR:只用[15:0]确定GPIO端口的输出值。
  6. 如下重点要理解CRL的工作方式。

  7. CRL设置原理如上:
  8. 例如设置端口PD7,那么就需要设置[31:28]四位,首先确定输入低二位输入输出状态及输出模式下的速度,高二位设置GPIO端口的工作方式。如果不理解,多看看两幅原理图。
  9. 编写GPIO_Init()的原理(以CRL为例):
  10. 1.首先对GPIO_Mode,GPIO_Pin,GPIO_Speed进行宏定义。与CRL中使用略有差异,对GPIO_Mode中的定义,可以看到输出模式下的定义的高四位均为0x1.而输入模式下设置为0/2/4,此举的目的是为了便于计算机进行识别处理。进行完第一步后,能够的得到4位的GPIO的状态的数据。
  11. 2.管脚及管脚的输出值如何确定。这是GPIO_Init()的第二个难点。
  12. 首先确定GPIO_Pin是哪个管脚,然后确定后,将CRL寄存器的4*Pin的位置上的数据值为零,然后将第一步的取得值赋予CRL。
  13. 3.CRH和CRL的原理相同,通过 if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00)来判断是设置GPIO的低8位和高8位。

  14. void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
  15. //GPIO_Init()函数定义
  16. {
  17.   uint32_t currentmode = 0x00, currentpin = 0x00, pinpos = 0x00, pos = 0x00;
  18.   uint32_t tmpreg = 0x00, pinmask = 0x00;
  19. //定义变量用作GPIO中CRL、CRH、ODR的判定

  20.   assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  21.   assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_InitStruct->GPIO_Mode));
  22.   assert_param(IS_GPIO_PIN
  23. (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin));  
  24.   //检查实参是否符合要求

  25.   currentmode = ((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x0F);
  26. //将GPIO_Mode的值与0x0f相与,只取Mode的低四位将值赋予currentmode。
  27.   if ((((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x10)) != 0x00)
  28. //说明是输出。需要对速度进行配置。
  29. // GPIO_Mode_AIN = 0x0,
  30.   GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,
  31.   GPIO_Mode_IPD = 0x28,
  32.   GPIO_Mode_IPU = 0x48,
  33.   GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,
  34.   GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,
  35.   GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,
  36.   GPIO_Mode_AF_PP = 0x18
  37. 由此可以看出当上式判断为真时,即GPIO设定为输出模式。则进行下步判断。
  38.   {

  39. assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_InitStruct->GPIO_Speed));
  40. //判断GPIO_Speed的速度值是否符合要求

  41. currentmode |= (uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Speed;
  42. //若为输出,将速度配置到最后两位。
  43. //注意:因为GPIO_Mode设置的值得低二位均为零,所以将GPIO_Speed赋予currentmode。
  44.   }


  45.   if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00)
  46. //判断是否是设置CRL。
  47.   {
  48. tmpreg = GPIOx->CRL;
  49. //首先将GPIOx_CRL的值赋予tmpreg。
  50. for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
  51. //通过循环比较,确定管脚
  52.     {
  53.       pos = ((uint32_t)0x01) << pinpos;
  54. //位移操作,简单好用

  55.       currentpin = (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos;
  56. //   将定义的GPIO_Pin与pos相与,如同下句,对管脚定位
  57.       if (currentpin == pos)
  58. //如果管脚确定为第pos个管脚。
  59.       {
  60.         pos = pinpos << 2;
  61. //那么就将pinpos的向左位移两位。即理解为位置乘以4.这需要看下CRL寄存器原理

  62.         pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
  63. //将0x0f(1111)向左位移pos位(刚刚经过pinpos向左位移过两位)。即将CRL要处理的位置进行处理。
  64.         tmpreg &= ~pinmask;
  65. //将tmpreg的相应位置置零!

  66.         tmpreg |= (currentmode << pos);
  67. //将刚刚设置好的currentmode放置到指定的位置(原理参照CRL)。

  68.         if (GPIO_InitStruct->GPIO  _Mode == GPIO_Mode_IPD)
  69.         {
  70.           GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
  71.         }
  72.         else
  73.         {

  74.           if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
  75.           {
  76.             GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
  77.           }
  78. //若为上下拉输入。如上设置,较为简单。
  79.         }
  80.       }
  81.     }
  82.     GPIOx->CRL = tmpreg;
  83.   }


  84.   if (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin > 0x00FF)
  85.   {
  86.     tmpreg = GPIOx->CRH;
  87.     for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
  88.     {
  89.       pos = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));

  90.       currentpin = ((GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos);
  91.       if (currentpin == pos)
  92.       {
  93.         pos = pinpos << 2;

  94.         pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
  95.         tmpreg &= ~pinmask;

  96.         tmpreg |= (currentmode << pos);

  97.         if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD)
  98.         {
  99.           GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));
  100.         }

  101.         if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
  102.         {
  103.           GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));
  104.         }
  105.       }
  106.     }
  107.     GPIOx->CRH = tmpreg;
  108.   }
  109. }


abotomson 发表于 2023-6-7 21:18 | 显示全部楼层
在调用该函数之前,需要先定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体,并对其进行参数配置。
modesty3jonah 发表于 2023-6-8 13:24 | 显示全部楼层
GPIO_InitTypeDef结构体包含了GPIO外设的所有配置参数,例如端口号、引脚号、模式、速率、上下拉等信息。
maudlu 发表于 2023-6-8 16:30 | 显示全部楼层
初始化有什么不同               
jackcat 发表于 2023-6-8 22:17 | 显示全部楼层
在使用GPIO_Init()函数进行GPIO初始化时,需要仔细检查结构体参数的设置,确保GPIO的状态被正确配置。
dspmana 发表于 2023-6-8 23:10 | 显示全部楼层
在使用GPIO_Init()函数时,需要注意以下几点:

必须先使能GPIO外设时钟,否则函数调用将无法执行。
可以使用逻辑或运算符“|”来配置多个引脚。
不同GPIO模式下的参数设置略有不同,需要按照官方文档进行正确设置。
Undshing 发表于 2023-6-9 23:43 | 显示全部楼层
可以,讲的很详细
maqianqu 发表于 2023-6-10 17:34 | 显示全部楼层
GPIO_Init()函数是使用STM32 HAL库时,用于初始化GPIO外设的函数。
sanfuzi 发表于 2023-6-13 22:29 | 显示全部楼层
函数GPIO_Init() 是怎么用
Stahan 发表于 2023-6-13 22:46 | 显示全部楼层
必须先使能GPIO外设时钟
loutin 发表于 2023-6-14 10:12 | 显示全部楼层
GPIO_Init函数的GPIOX怎么看?
 楼主| linfelix 发表于 2023-6-14 14:21 | 显示全部楼层
在函数最开始有一句GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure,这个 结构体 的名字叫GPIO_InitStructure。加个“&”是指这个结构体的首地址当 形参 传进这个函数。
nomomy 发表于 2023-6-14 16:02 | 显示全部楼层
GPIO端口初始化时,需要哪些步骤?
dspmana 发表于 2023-6-19 12:02 | 显示全部楼层
GPIO_Init()函数的原型为:

HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);
其中,GPIOx是指向GPIO外设的指针,而GPIO_Init则是指向GPIO_InitTypeDef类型结构体的指针。

GPIO_Init()函数主要完成以下任务:

根据用户提供的参数,配置GPIO寄存器来初始化GPIO。
将GPIO外设的初始化状态设置为“已初始化”。
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