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STM32F1的IO口简介

STM32F1的IO口简介

基本介绍

STM32的引脚可设置为可设置为：普通IO功能、复用功能、重映射功能。不过普通IO功能、复用功能用得比较多。

  1. 普通 IO 功能一般需要使能 GPIOA、GPIOB 和 GPIOC 时钟
  2. 需要使用复用功能，如 STM32F103RCT6 的串口1功能，需要使用 PA9 和 PA10 两个引脚，此时需要使用串口1时钟 USART1
  3. 需要用到外设的重映射功能时需要使能 AFIO 的时钟。

关于重映射功能举例如下：

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重映射USART2
USART2的TX/RX在PA.2/3
PA.2已经被Timer2的channel3使用
需要把USART2的TX/RX重映射到PD.5/6

库函数的调用步骤如下：

  1. 使能被重新映射到的I/O端口时钟 

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    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);

  2. 使能被重新映射的外设时钟 

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    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);

  3. 使能AFIO功能的时钟(勿忘！) 

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    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

  4. 进行重映射 

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    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART2, ENABLE);

初始化步骤

  1. 使用 RCC_APB2PeriphClockCmd 函数使能相关 APB2 外设时钟
  2. 通过 GPIO_Init 函数初始化并配置各IO口
  3. 使用 GPIO_ReadInputDataBit 读取IO口电平状态，使用 GPIO_SetBits 和 GPIO_ResetBits 来设置各IO口的值 (实际我们使用 PAout(0)=1, PBout(2)=0; 这种写法去设置 IO 口的电平状态)

相关函数定义和说明如下：

1. GPIO_Init 初始化函数: 配置IO口的模式和速度

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void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);

typedef enum {
    GPIOA,
    GPIOB,
    GPIOC
} GPIO_TypeDef;

typedef struct {
    unit16_t GPIO_Pin;
    GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
    GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
} GPIO_InitTypeDef;

typedef enum {
    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,        // 通用推挽输出
    GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,         // 复用开漏输出
    GPIO_Mode_AF_PP = 0x18          // 复用推挽输出
} GPIOMode_TypeDef;

typedef enum {
    GPIO_Speed_10MHz = 1,
    GPIO_Speed_2MHz,
    GPIO_Speed_50MHz
} GPIOSpeed_TypeDef;

示例：

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GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;           // PB5 端口设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    // 推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   // 速度 50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitSture);                  // 根据参数配置IO口 PB5

2. GIPO_ReadInputDataBit: 读取IO口的电平状态

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uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, unit16_t GPIO_Pin);

示例：

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// 返回值是 1(Bit_SET) 或者 0(Bit_RESET)
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1);           // 读取IO口 PA1 的电平状态

3. GPIO_Write: 一次性设置GPIO的多个端口值（通过ODR寄存器实现）

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void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);

4. 通过 GPIO_SetBits 和 GPIO_ResetBits 来操作各IO口的值

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void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, unit16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, unit16_t GPIO_Pin);

示例：

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GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_3); // 设置IO口 PC3 输出 1
GPIO_ReSetBits(GPIOC, GPIO_Pin_3); // 设置IO口 PC3 输出 0

5. 通过 RCC_APB2PeriphClockCmd 使能IO时钟

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/**
 * RCC_APB2Periph_AFIO  功能复用IO时钟
 * 需要用到外设的重映射功能时才需要使能AFIO时钟
 * 
 * RCC_APB2Periph_GPIOA GPIOA时钟
 * RCC_APB2Periph_GPIOB GPIOB时钟
 * RCC_APB2Periph_GPIOC GPIOC时钟
 * RCC_APB2Periph_USART1 USART1时钟（串口1时钟）PA9(TX)、PA10(RX)
 */
void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);
typedef enum {
    Enable = 1,
    Disable = 0
} FunctionalState;

参考链接

  1. STM32端口复用和重映射
  2. 什么情况下需要使能AFIO的时钟呢？