stm32—GPIO

0. 引入

在单片机产品中，我们常常可以见到三种模块：LCD灯、KEY按键、BEEP蜂鸣器

LED灯：

        一个比较常见的LED电路

LED0 ---------- 通过控制LED0引脚(电线)

        给它一个低电平(低电压)，LED灯就会亮

        给它一个高电平(高电压)，LED灯就会灭

        

        1  —> 高电平

        0  —> 低电平

        电流：从电势高的地方流向电势低的地方

        CPU  ===> 往LECD0引脚去 写1，写0

                "output" 输出功能

KEY按键：

        一个比较常见的KEY电路

KEY0  ------  通过读取KEY0引脚的电平状态来知晓用户是否按下按键

        高电平(1) ---> 弹起

        低电平(0) ---> 按下

        CPU  ===> 读取KEY0引脚的电平状态

                "input" 输入功能

BEEP蜂鸣器：

        一个比较常见的BEEP电路

        

略

这些引脚最终是接入到MCU的某个引脚(gpio)上去的
控制LED灯、KEY按键、BEEP蜂鸣器等，可以在MCU上面写程序去控制这些引脚

1. GPIO到底是什么？

GPIO：General Purpose Input Output 通用功能的输入输出 线
        

GPIO就是从芯片(芯片 = CPU + 总线 + 外设控制器)内部引出一根功能复用的口线("电线")，可以由CPU配置成不同的功能

        如：输入功能，输出功能，其他复用功能等

芯片或CPU控制整个世界就是通过这样的引脚(口线，GPIO)

STM32F4xx共有144个GPIO口线(引脚，pin)，分为9组，记为GPIOA，GPIOB，GPIOC，GPIOD，GPIOE，GPIOF，GPIOG，GPIOH，GPIOI. 每组管理16个GPIO引脚，编号从0~15

        如：GPIOA这一组有16个引脚，分别记为GPIOA0，GPIOA1，GPIOA2，... GPIOA15
                其他组类似

                GPIOA0  -----> PA0

                GPIOB3  ------> PB3

                ......

这些GPIO引脚都是功能复用的，并且由GPIO控制器来控制它们的

        所有的外设都是由"外设控制器"来控制

GPIO控制器由不同的寄存器来配置或控制它们(GPIOs) 

每组GPIO地址分配如下:
 
GPIOA  0x4002 0000 ~ 0x4002 03ff
GPIOB  0x4002 0400 ~ 0X4002 07FF
GPIOC  0x4002 0800 ~ 0x4002 0BFF
GPIOD  0x4002 0C00 ~ 0x4002 0FFF
GPIOE  0x4002 1000 ~ 0x4002 13FF
GPIOF  0x4002 1400 ~ 0x4002 17FF
GPIOG  0x4002 1800 ~ 0x4002 1BFF
GPIOH  0x4002 1C00 ~ 0x4002 1FFF
GPIOI  0x4002 2000 ~ 0x4002 23FF

2. STM32F4xx GPIO内部结构原理

每个GPIO内部都可以配置成：

        1. 输入功能：input mode

                CPU可以获取该GPIO口的外部输入的一个电平状态

                输入功能有四种模式：

                        (1) 输入悬空(input floating)：不接上拉和下拉电阻

                                输入引脚处于浮空状态，‌即没有特定电压状态，‌引脚悬浮在空中

                                IO引脚的电平状态完全是外部输入所决定的，这时CPU能够通过读取数据的操作知道状态