什么是GPIO？ STM32中关于GPIO口的介绍

一、什么是GPIO？

GPIO的英文全称是General-Purpose IO ports，也就是通用输入输出口。

在嵌入式系统中，经常需要控制许多结构简单的外部设备或者电路，这些设备有的需要通过CPU控制，有的需要CPU提供输入信号。并且，许多设备或电路只要求有开/关两种状体就够了，比如LED的亮与灭。对这些设备的控制，使用传统的串口或者并口就显得比较复杂，所以，在嵌入式微处理器上通常提供了一种“通用可编程I/O端口”，也就是GPIO。

一个GPIO端口至少需要两个寄存器，一个做控制用的“通用IO端口控制寄存器”，还有一个是存放数据的“通用I/O端口数据寄存器”。数据寄存器的每一位是和GPIO的硬件引脚对应的，而数据的传递方向是通过控制寄存器设置的，通过控制寄存器可以设置每一位引脚的数据流向。

二、STM32中关于GPIO口的介绍

在STM32中每个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和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)。

根据数据手册中列出的每个I/O端口的特定硬件特征， 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

三、常用GPIO口寄存器描述

1、端口配置寄存器（GPIOx_CRL,GPIOx_CRH）

GPIOx_CRL和GPIOx_CRH分别对应GPIO口的低8位和高8位输入输出口，每个寄存器的4位对应GPIO口的一个端口的配置模式，其中4位中的低两位代表配置为输入还是输出模式，记为MODEy[1:0],具体的模式配置情况如下：

00：输入模式(复位后的状态)

01：输出模式，最大速度10MHz

10：输出模式，最大速度2MHz

11：输出模式，最大速度50MHz

高两位通常对应于什么输入输出方式，记为CNFy[1:0],具体的模式配置情况如下：

在输入模式(MODE[1:0]=00)：

00：模拟输入模式

01：浮空输入模式(复位后的状态)

10：上拉/下拉输入模式

11：保留

在输出模式(MODE[1:0]>00)：

00：通用推挽输出模式

01：通用开漏输出模式

10：复用功能推挽输出模式

11：复用功能开漏输出模式

2、端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)

位31:16 保留，始终读为0。

位15:0 端口输入数据，这些位为只读并只能以字(16位)的形式读出。读出的值为对应I/O口的状态。

3、端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)

位31:16 保留，始终读为0。

位15:0 端口输出数据，这些位可读可写并只能以字(16位)的形式操作。

4、端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)

5、端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)

四、一个简单的关于寄存器的操作

MiniSTM32关于状态指示灯的连接

由图示可以看出DS0和DS1分别接在GPIOA8和GPIOD2上，由此可以对寄存器的操作来实现流水灯实验

void LED_Init(void)
{
RCC->APB2ENR |= 1 << 2; //使能PORTA时钟
RCC->APB2ENR |= 1 << 5; //使能PORTB时钟
GPIOA->CRH &= 0xFFFFFFF0;//清空PA8
GPIOA->CRH |= 0x00000003;//将PA8设置成通用推挽输出模式
GPIOA->ODR |= 1 << 8;       
GPIOD->CRL &= 0xFFFFF0FF;//清空PD2
GPIOD->CRL |= 0x00000300;//将PD2设置成通用推挽输出模式
GPIOD->CRL |= 1 << 2;
}

int main(void)
{
Stm32_Clock_Init(9); //初始化时钟
delay_init(72); //延时初始化
LED_Init(); //配置相应寄存器

while(1)
{
LED0 = 0; //点亮DS0
LED1 = 1;
delay_ms(500);
LED0 = 1; //点亮DS1
LED1 = 0;
delay_ms(500);
}

}