STM32：GPIO使用总结
创客阿酷
2022年11月18日 21:07

1、GPIO一图概述：

（1）各种接口的措施

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1.1	对于串口，假如最大波特率只需115.2k，那么用2M的GPIO的引脚速度就够了，既省电也噪声小。

1.2	对于I2C接口，假如使用400k波特率，若想把余量留大些，那么用2M的GPIO的引脚速度或许不够，这时可以选用10M的GPIO引脚速度。

1.3	对于SPI接口，假如使用18M或9M波特率，用10M的GPIO的引脚速度显然不够了，需要选用50M的GPIO的引脚速度。

1.4 GPIO口设为输入时，输出驱动电路与端口是断开，所以输出速度配置无意义。

1.5 在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。

1.6 所有端口都有外部中断能力。为了使用外部中断线，端口必须配置成输入模式。
1.7 GPIO口的配置具有上锁功能，当配置好GPIO口后，可以通过程序锁住配置组合，直到下次芯片复位才能解锁。

1.8	所有I/O口兼容CMOS和TTL，多数I/O口兼容5V电平。

1.9 大电流驱动能力：GPIO口在高低电平分别为0.4V和VDD-0.4V时，可以提供或吸收8mA电流；如果把输入输出电平分别放宽到1.3V和VDD-1.3V时，可以提供或吸收20mA电流。

1.10	具有独立的唤醒I/O口。

1.11	很多I/O口的复用功能可以重新映射。

1.12	GPIO口的配置具有上锁功能，当配置好GPIO口后，可以通过程序锁住配置组合，直到下次芯片复位才能解锁。此功能非常有利于在程序跑飞的情况下保护系统中其他的设备，不会因为某些I/O口的配置被改变而损坏——如一个输入口变成输出口并输出电流。
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2、GPIO的8种模式

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（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 （推挽就是有推有拉电平都是确定的，不需要上拉和下拉，IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的 ）

（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出（片内外设功能（I2C的SCL,SDA））

（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出 （片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS））



模式7和模式8需根据具体的复用功能决定。



2、专门的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)实现对GPIO口的原子操作，即回避了设置或清除I/O端口时的“读-修改-写”操作，使得设置或清除I/O端口的操作不会被中断处理打断而造成误动作。

3、每个GPIO口都可以作为外部中断的输入，便于系统灵活设计。

4、I/O口的输出模式下，有3种输出速度可选(2MHz、10MHz和50MHz)，这有利于噪声控制。这个速度是指I/O口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度，输出信号的速度与程序有关（芯片内部在I/O口的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路，用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路）。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块，达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。高频的驱动电路，噪声也高，当不需要高的输出频率时，请选用低频驱动电路，这样非常有利于提高系统的EMI性能。当然如果要输出较高频率的信号，但却选用了较低频率的驱动模块，很可能会得到失真的输出信号。
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2.1 I/O初始化配置

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GPIO_Init（）
{
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 				  //定义GPIO初始化结构体
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); 
   //使能GPIOB ,GPIOC 时钟
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 |GPIO_Pin_6;		//设置对应引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //设置推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;     //工作速度50MHz
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);			      //PB5 PB6设置生效
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;		      //设置对应引脚
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;     //浮空输入
   GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);			      //PC8设置生效
}
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2.2 I/O使用

2.2.1 设置

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	GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);    //PB5置1
	GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_6);   //PB6置0
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2.2.2 输入引脚读取

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GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_8)//读取PC8 返回0 1
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2.3 I/O模式

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GPIO_Mode_AIN = 0x0,  //模拟输入
GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,  //浮空输入
GPIO_Mode_IPD = 0x28,   //下拉输入
GPIO_Mode_IPU = 0x48,   //上拉输入
GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,//开漏输出 
GPIO_Mode_Out_PP = 0x10, //推挽输出
GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, //复用开漏输出
GPIO_Mode_AF_PP = 0x18  //复用推挽输出
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3、GPIO使用步骤

3.1. 使能GPIO对应的外设时钟 例如：//使能GPIOA、GPIOB、GPIOC对应的外设时钟

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RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_GPIOB |
RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);
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3.2 声明一个GPIO_InitStructure结构体

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GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
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3.3 选择待设置的GPIO管脚

例如：//选择待设置的GPIO第7、8、9管脚位 ，中间加“|”符号

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GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 |GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
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3.4 设置选中GPIO管脚的速率

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GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;//最高速率2MHz
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3.5 设置选中GPIO管脚的模式

例如：//设置选中GPIO管脚的模式为开漏输出模式

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GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_Out_OD;
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3.6 根据GPIO_InitStructure中指定的参数初始化外设GPIOX

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GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
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3.7 其他应用

例： 将端口GPIOA的第10、15脚置1（高电平）

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GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10| GPIO_Pin_15);
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例：将端口GPIOA的第10、15脚置0（低电平）

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GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10| GPIO_Pin_15);
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4、GPIO操作说明

4.1 库函数： 函数GPIO_DeInit

功能描述：将外设GPIOx寄存器重设为缺省值

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GPIO_DeInit(GPIOA);
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4.2 函数GPIO_AFIODeInit

功能描述：将复用功能（重映射事件控制和EXTI设置）重设为缺省值 例：

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GPIO_AFIODeInit();
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4.3 函数GPIO_Init

功能描述：根据GPIO_InitStruct中指定的参数初始化外设GPIOx寄存器 例：

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GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_All;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;  
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
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4.3.1 GPIO_InitTypeDefstructure

GPIO_InitTypeDef定义于文件“stm32f10x_gpio.h”：

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typedef struct  
{
	u16GPIO_Pin;
	GPIOSpeed_TypeDefGPIO_Speed;  
	GPIOMode_TypeDefGPIO_Mode;
}GPIO_InitTypeDef;
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4.3.2 GPIO_Pin

该参数选择待设置的GPIO管脚，使用操作符“|”可以一次选中多个管脚。可以使用下表中的任意组合。

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GPIO_Pin_None：      无管脚被选中  
GPIO_Pin_x：        选中管脚x（0--15）
GPIO_Pin_All：       选中全部管脚
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4.3.3 GPIO_Speed

用以设置选中管脚的速率。

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GPIO_Speed_10MHz： 最高输出速率10MHz 
GPIO_Speed_2MHz：  最高输出速率2MHz
GPIO_Speed_50MHz： 最高输出速率50MHz
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4.3.4 GPIO_Mode

用以设置选中管脚的工作状态。

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GPIO_Mode_AIN：        模拟输入
GPIO_Mode_IN_FLOATING：  浮空输入  
GPIO_Mode_IPD：        下拉输入
GPIO_Mode_IPU：        上 拉输入
GPIO_Mode_Out_OD：      开漏输出
GPIO_Mode_Out_PP：      推挽输出 
GPIO_Mode_AF_OD：      复用开漏输出  
GPIO_Mode_AF_PP：      复用推挽输出
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4.4 函数GPIO_StructInit

功能描述：把GPIO_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入 例：

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GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;  
GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure); 
GPIO_InitStruct：
GPIO_Pin：GPIO_Pin_All  
GPIO_Speed：GPIO_Speed_2MHz 
GPIO_Mode：GPIO_Mode_IN_FLOATING
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4.5 函数GPIO_ReadInputDataBit

功能描述：读取指定端口管脚的输入 例：

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u8 ReadValue;
ReadValue= GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7);
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函数原型：

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uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
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4.6 函数GPIO_ReadInputData

功能描述：读取指定的GPIO端口输入 例：

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u16 ReadValue;
ReadValue= GPIO_ReadInputData(GPIOC);
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uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
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4.7 函数GPIO_ReadOutputDataBit

功能描述：读取指定端口管脚的输出 例：

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u8 ReadValue;
ReadValue= GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7);
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uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
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4.8 函数GPIO_ReadOutputData

功能描述：读取指定的GPIO端口输出 例：

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u16 ReadValue;
ReadValue= GPIO_ReadOutputData(GPIOC);
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uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
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4.9 函数GPIO_SetBits

功能描述：置位指定的数据端口位 例： 将端口GPIOA的第10、15脚置1（高电平）

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GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);
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函数原型：

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void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
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4.10 函数GPIO_ResetBits

功能描述：清除指定的数据端口位 例：将端口GPIOA的第10、15脚置0（低电平）

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GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);
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函数原型：

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void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
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4.11 函数GPIO_WriteBit

功能描述：设置或者清除指定的数据端口位 例：

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GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_15, Bit_SET);
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函数原型：

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void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal)
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4.12 函数GPIO_Write

功能描述：向指定GPIO数据端口写入数据 例：

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GPIO_Write(GPIOA,0x1101);//0x1101:十六进制端口数据寄存器值
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void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal)
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4.13 函数GPIO_PinLockConfig

功能描述：锁定GPIO管脚设置寄存器 例：

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GPIO_PinLockConfig(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);
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4.14 函数GPIO_EventOutputConfig

功能描述：选择GPIO管脚用作事件输出 

例：

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GPIO_EventOutputConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource5);
GPIO_PortSource
GPIO_PortSource用以选择用作事件输出的GPIO端口。
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4.15 函数GPIO_EventOutputCmd

功能描述：使能或者失能事件输出 

例：

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GPIO_EventOutputConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource6);
GPIO_EventOutputCmd(ENABLE);
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4.16 函数GPIO_PinRemapConfig

功能描述：改变指定管脚的映射

例：

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GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_I2C1,ENABLE);
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STM32 GPIO
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