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嵌入式系统学习——STM32之GPIO_mco pin

作者：盐析白兔 | 2024-03-24 11:16:00

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mco pin
STM32 库函数说明及示例（版本 V1.4.0 ）
----第一篇：GPIO库
文档说明和约定：
该文档主要是对 STM32F4 各个模块的库进行翻译和说明。文档中加入了作者的一些理解，建议和小贴士。并且在文档最后，加入了一些使用该库模块的案例。希望大家通过对该文档的阅读，可以更好的使用 STM32 的库函数进行学习和项目开发。之所以选用 1.4.0 版本进行翻译和说明，因为该版本群众基础较好，有大量的使用者和相关资料。后续也会推出新版本库和 CubeMX 库的翻译和说明，希望大家喜欢和支持。如果大家觉得文档有什么问题，麻烦请提出，如果确认问题存在，作者会及时修改。
相关术语说明：
gpio ：通用输入输出接口
gpio 管脚：一个 io 管脚，这个管脚可以有多个配置。在库函数中用 GPIO_Pin_1 这样的宏定义表示
gpio 端口（ gpio 分组）：一组 gpio 管脚的信息。在库函数中用宏定义 GPIOA GPIOB 等表示

1       gpio 库说明
库文件名：stm32f4xx_gpio.c
文档提示翻译：
如何使用这个驱动
（1）       使用RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOx, ENABLE)函数使能GPIO的AHB总线时钟。
（2）       使用GPIO_Init()函数对每个引脚进行四种可能的配置
《1》       输入状态：Floa ting（浮空）, Pull-up（上拉）, Pull-down（下拉）
《2》       输出状态：Push-Pull （上拉下拉）(Pull-up（上拉）, Pull-down（下拉） or no Pull（不上拉也不下拉）)，Open Drain（开漏） (Pull-up（上拉）, Pull-down（下拉） or no Pull（不上拉也不下拉）)，在输出模式，速度配置成2MHZ,25MHZ,50MHZ和100MHZ.
《3》       第二功能：上拉下拉和开漏
《4》       模拟：当一个管脚被用作ADC通道或者DAC输出的时候，需要配置成此模式
（3）       外设的第二功能：
《1》       在ADC和DAC模式，使用GPIO_InitStruct->GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN把需要的管脚配置成模拟模式
《2》       对于其它的管脚（定时器，串口等）：
l  使用GPIO_PinAFConfig()函数把管脚和需要的第二功能进行连接
l  使用GPIO_InitStruct->GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF把需要的管脚配置成第二功能模式
l  通过成员变量GPIO_PuPd, GPIO_OType and GPIO_Speed选择类型，上拉下拉和输出速度
l  调用函数GPIO_Init()
（4）       在输入模式，使用函数GPIO_ReadInputDataBit()得到配置好管脚的电平
（5）       在输出模式，使用函数GPIO_SetBits()/GPIO_ResetBits()设置配置好IO的高低电平
（6）       在复位过程和刚刚复位后，第二功能是无效的，GPIO被配置成了输入浮空模式（JTAG管脚除外）
（7）       当LSE振荡器关闭的时候，LSE振荡器管脚OSC32_IN和OSC32_OUT可以作为通过IO来使用（分别用PC14和PC15表示）。LSE的优先级高于GPIO函数
（8）       当HSE振荡器关闭的时候，HSE振荡器管脚OSC_IN和OSC_OUT可以作为通用IO（PH0，PH1）来使用。HSE的优先级高于GPIO函数。

2       具体函数说明
初始化和配置相关函数
1．  void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx)
函数解释 ：gpio 的反初始化函数，该函数的作用是把GPIO 相关的寄存器配置成上电复位后的默认状态，在第一次初始化前或者不再使用某一个接口后可以调用该函数。
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组，如GPIOA  GPIOB  GPIOC 等的宏定义（这些宏定义在头文件stm32f4xx.h 中，由厂家写好，我们直接使用即可）

2．  void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct)
函数解释 ：gpio 的初始化函数，该函数的作用是对io 进行初始化。
函数参数说明：（1）GPIOx：gpio的分组，如GPIOA  GPIOB GPIOC等的宏定义。
（2）GPIO_InitStruct：gpio的初始化相关结构体。该结构体里面的成员变量决定了我们具体的初始化参数。以下进行说明：
l  GPIO_Pin：指定具体的IO脚，如GPIO_Pin_0   GPIO_Pin_1这样的宏定义，这些宏由厂家写好，我们直接使用即可。
l  GPIO_Mode：指定gpio的模式，有以下四种模式：
GPIO_Mode_IN（输入），GPIO_Mode_OUT（输出），GPIO_Mode_AF（第二功能），GPIO_Mode_AN（模拟），可以直接使用这四种宏定义。
l  GPIO_Speed：指定IO的最快翻转速度，也就是当使用IO产生频率（如PWM）的最快速度。有以下四种速度的配置：
GPIO_Low_Speed （低速），GPIO_Medium_Speed（中等速度），GPIO_Fast_Speed（快速），GPIO_High_Speed（高速），可以直接使用这四种宏定义。
l  GPIO_OType：指定选择管脚的输出类型，有以下两种配置：
GPIO_OType_PP （推挽方式输出）,GPIO_OType_OD（开漏方式输出），可以直接使用这两种宏定义。
Tips:
推挽输出： 推挽输出就是 单片机引脚可以直接输出高电平电压。低电平时接地，高电平时输出单片机 电源电压。这种方式可以不接上拉电阻。但如果输出端可能会接地的话，这个时候输出高电平可能引发单片机运行不稳定，甚至可能烧坏引脚。推挽方式的驱动力更大。
开漏输出： 开漏输出就是不输出电压，低电平时接地，高电平时不接地。如果外接 上拉电阻，则在输出高电平时电压会拉到 上拉电阻的电源电压。这种方式适合在连接的外设电压比单片机电压低的时候。
l  GPIO_PuPd。指定选择管脚的上拉和下拉模式。有如下三种配置：
GPIO_PuPd_NOPULL（不上拉也不下拉），GPIO_PuPd_UP（上拉），GPIO_PuPd_DOWN（下拉）。Tips：这些都是IO的内部上拉或者下拉模式，也可以接上拉和下拉电阻通过硬件进行外部上拉和外部下拉。

3．  void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
函数解释 ：gpio 结构体的初始化。对GPIO_InitStruct 结构体进行默认配置
函数参数说明：GPIO_InitStruct ，直接传入该结构体的指针，在该函数内会对结构体进行初始化。

4．  void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
函数解释 ：锁定gpio 的寄存器，锁定的寄存器是GPIOx_MODER,GPIOx_OTYPER, GPIOx_OSPEEDR,GPIOx_PUPDR, GPIOx_AFRL and GPIOx_AFRH 。在下一次复位前，被锁定的管脚不能被修改。
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组（如GPIOA,GPIOB 等）。GPIO_Pin ：具体的gpio 管脚（如GPIO_Pin_0   GPIO_Pin_1 这样的宏定义）

GPIO 的读写函数
1．  uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_tGPIO_Pin)
函数解释 ：读取io 输入管脚的值
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口；GPIO_Pin ：具体的gpio 管脚
函数返回值说明 ：输入管脚的值Bit_SET （高电平） Bit_RESET （低电平）

2．  uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
函数解释 ：读取输入io 数据，该函数用于读取一个IO 分组的所有数据
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口
函数返回值说明 ：一个io 端口的所有数据  （输入状态）

3．  uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_tGPIO_Pin)
函数解释 ：读取io 输出管脚的值
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口；GPIO_Pin ：具体的gpio 管脚
函数返回值说明 ：输出管脚的值Bit_SET （高电平） Bit_RESET （低电平）

4．  uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
函数解释 ：读取输出io 分组/ 端口的值
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口
函数返回值说明 ：一个io 端口的所有数据  （输出状态）

5．  void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
函数解释 ：对io 管脚进行置位（输出高电平）。这个函数使用GPIOx_BSRR 寄存器来实现原子读或者修改操作。在这种情况下，在读和修改访问时发生一个IRQ 中断是没有危险的。
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口；GPIO_Pin ：具体的gpio 管脚或者是io 管脚的组合

6．  void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
函数解释 ：对io 管脚进行复位（输出低电平）。这个函数使用GPIOx_BSRR 寄存器来实现原子读或者修改操作。在这种情况下，在读和修改访问时发生一个IRQ 中断是没有危险的。
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口；GPIO_Pin ：具体的gpio 管脚或者是io 管脚的组合

7．  void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitActionBitVal)
函数解释 ：对某一位进行写入操作
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口；GPIO_Pin ：具体的gpio 管脚；BitVal ：写入高电平或者低电平（Bit_RESET ：写入低电平 Bit_SET ：写入高电平）

8．  void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal)
函数解释 ：对gpio 端口进行写入操作，适用于对统一端口的多个管脚的写入
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口； BitVal ：写入高电平或者低电平（Bit_RESET ：写入低电平Bit_SET ：写入高电平）

9．  void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
函数解释 ：翻转指定的gpio 口，也就是说，如果当前的io 是低电平，则变成高电平，如果当前io 是高电平，则变成低电平
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口；GPIO_Pin ：具体的gpio 管脚。

Gpio 复用功能配置函数
1．  void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource,uint8_t GPIO_AF)
函数解释 ：改变指定管脚的映射关系。即配置指定管脚的复用功能。
函数参数说明：GPIOx ：gpio 的分组/gpio 端口；GPIO_PinSource ：具体要配置成复用功能的管脚（如GPIO_Pin_0   GPIO_Pin_1 这样的宏定义）；GPIO_AF ：选择该管脚要使用的复用功能。有如下配置：（注意：复用功能的配置要和实际管脚支持的复用功能匹配）
GPIO_AF_RTC_50Hz: Connect RTC_50Hz pin toAF0 (default after reset)
GPIO_AF_MCO: Connect MCO pin (MCO1 and MCO2)to AF0 (default after reset)
GPIO_AF_TAMPER: Connect TAMPER pins(TAMPER_1 and TAMPER_2) to AF0 (default after reset)
GPIO_AF_SWJ: Connect SWJ pins (SWD andJTAG)to AF0 (default after reset)
GPIO_AF_TRACE: Connect TRACE pins to AF0(default after reset)
GPIO_AF_TIM1: Connect TIM1 pins to AF1
GPIO_AF_TIM2: Connect TIM2 pins to AF1
GPIO_AF_TIM3: Connect TIM3 pins to AF2
GPIO_AF_TIM4: Connect TIM4 pins to AF2
GPIO_AF_TIM5: Connect TIM5 pins to AF2
GPIO_AF_TIM8: Connect TIM8 pins to AF3
GPIO_AF_TIM9: Connect TIM9 pins to AF3
GPIO_AF_TIM10: Connect TIM10 pins to AF3
GPIO_AF_TIM11: Connect TIM11 pins to AF3
GPIO_AF_I2C1: Connect I2C1 pins to AF4
GPIO_AF_I2C2: Connect I2C2 pins to AF4
GPIO_AF_I2C3: Connect I2C3 pins to AF4
GPIO_AF_SPI1: Connect SPI1 pins to AF5
GPIO_AF_SPI2: Connect SPI2/I2S2 pins to AF5
GPIO_AF_SPI4: Connect SPI4 pins to AF5
GPIO_AF_SPI5: Connect SPI5 pins to AF5
GPIO_AF_SPI6: Connect SPI6 pins to AF5
GPIO_AF_SAI1: Connect SAI1 pins to AF6 forSTM32F42xxx/43xxx devices.      
GPIO_AF_SPI3: Connect SPI3/I2S3 pins to AF6
GPIO_AF_I2S3ext: Connect I2S3ext pins toAF7
GPIO_AF_USART1: Connect USART1 pins to AF7
GPIO_AF_USART2: Connect USART2 pins to AF7
GPIO_AF_USART3: Connect USART3 pins to AF7
GPIO_AF_UART4: Connect UART4 pins to AF8
GPIO_AF_UART5: Connect UART5 pins to AF8
GPIO_AF_USART6: Connect USART6 pins to AF8
GPIO_AF_UART7: Connect UART7 pins to AF8
GPIO_AF_UART8: Connect UART8 pins to AF8
GPIO_AF_CAN1: Connect CAN1 pins to AF9
GPIO_AF_CAN2: Connect CAN2 pins to AF9
GPIO_AF_TIM12: Connect TIM12 pins to AF9
GPIO_AF_TIM13: Connect TIM13 pins to AF9
GPIO_AF_TIM14: Connect TIM14 pins to AF9
GPIO_AF_OTG_FS: Connect OTG_FS pins to AF10
GPIO_AF_OTG_HS: Connect OTG_HS pins to AF10
GPIO_AF_ETH: Connect ETHERNET pins to AF11
GPIO_AF_FSMC: Connect FSMC pins to AF12
GPIO_AF_FMC: Connect FMC pins to AF12 forSTM32F42xxx/43xxx devices.   
GPIO_AF_OTG_HS_FS: Connect OTG HS(configured in FS) pins to AF12
GPIO_AF_SDIO: Connect SDIO pins to AF12
GPIO_AF_DCMI: Connect DCMI pins to AF13
GPIO_AF_LTDC: Connect LTDC pins to AF14 forSTM32F429xx/439xx devices.
GPIO_AF_EVENTOUT: Connect EVENTOUT pins toAF15


代码示例：
示例一：把gpioa6 配置成输出管脚，并配置成高电平
         GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;
         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
         GPIO_InitStruct.GPIO_Pin= GPIO_Pin_6;
         GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_OUT;
         GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_UP;

         GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);

         GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_6);

示例二：把gpioe4 配置成输入
         GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;
         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE);
         GPIO_InitStruct.GPIO_Pin= GPIO_Pin_4;
         GPIO_InitStruct.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IN;
         GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_UP;
         GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);

示例三：配置复用功能 PA9 PA10  配置成串口1 的收发接口
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);// 使能GPIOA 时钟
         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);// 使能USART1 时钟
         // 串口1 对应引脚复用映射
         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);//GPIOA9 复用为USART1
         GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);//GPIOA10 复用为USART1
         //USART1 端口配置
         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9 与GPIOA10
         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF;// 复用功能
         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;      // 速度50MHz
         GPIO_InitStructure.GPIO_OType= GPIO_OType_PP; // 推挽复用输出
         GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_UP; // 上拉

         GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化PA9，PA10


STM32库函数说明及示例-GPIO篇-麦子原创

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