STM32F407的GPIO设置流程、和相关寄存器及内部电路的理解及总结_stm32f407gpio口输出的高电平是1.2伏是哪里有问题

目录

GPIO设置流程

GPIO相关寄存器

GPIO的内部电路

I/O端口位的基本结构

上拉与下拉（作用于输入）

推挽与开漏（输出）

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GPIO设置流程

void LED_Init(void)
{    	 
 
    //1.定义结构体变量
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 
    
    //2.使能GPIOF端口的时钟
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
 
 
 
    //3.结构体成员初始化设置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//选择GPIOF引脚        
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式     （模式寄存器）
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出类型  （输出类型寄存器）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//输出速度100MHz  （输出速度寄存器）
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉   （上拉/下拉寄存器）
    
    //4.结构体成员数据全部传入配置函数
    GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//结构体成员的数据打包传入函数中进行配置
	
    
    //5.引脚电平设置为高或低
    GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9 );//设置GPIOF9高电平，灯灭
    delay_ms(1000);延迟1秒
    GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);//设置GPIOF9低电平，灯亮
 
}

总结：

设置流程：

1.定义结构体变量

2.使能GPIOF端口的时钟

3.结构体成员初始化设置

4.结构体成员数据全部传入配置函数

5.引脚电平设置为高或低

使用到的库函数的包含文件：

stm32f4xx_gpio.h（gpio端口设置）

stm32f4xx_rcc.c（开时钟）

GPIO相关寄存器

32位寄存器	寄存器名称	说明
配置寄存器	模式寄存器（GPIOx_MODER）	用于配置GPIO端口方向或功能，每2位控制1个引脚，低位0到高位31控制0-15引脚，有4种模式 (高位：低位)： 输入（00）、输出(01）、复用(10）、模拟(11)
	输出类型寄存器(GPIOx_OTYPER)	寄存器高16位保留复位时状态，低位0-15用1/0设置对应引脚两种输出模式： 推挽(复位状态)（0）、开漏（1） 大多使用推挽，驱动强。
	输出速度寄存器(GPIOx_OSPEEDR)	用于配置GPIO输出速度，每2位控制1个引脚，低位0到高位31控制0-15引脚，输出速度有4种： (高位：低位)： 2MHz(00)、25MHz(01)、 50MHz（10）、100MHz（11）
	上拉/下拉寄存器(GPIOx_PUPDR)	每2位控制1个引脚，低位0到高位31控制0-15引脚，有4种类型： 无上拉或下拉（00）、上拉（01）、  下拉( 10)、保留（11 ）。
数据寄存器	输入数据寄存器(GPIOx_IDR)	高16位（16-31）保留，低16位（0-15）有效 16个GPIO引脚中某个引脚输入高电平，则寄存器低16位对应位置1，反之，置0.
	输出数据寄存器(GPIOx_ODR)	除了是GPIO是输出功能，其他结构和功能同上
置位 / 复位寄存器	置位 / 复位寄存器 (GPIOx_BSRR)	高16位为复位寄存器，低16位为置位寄存器 注意：两者都是位写0无效，写1有效，若两者同时置1，置位寄存器优先级更高 置位/复位寄存器的输出是连接到输出数据寄存器的，对置位/复位寄存器操作，会改变数据输出寄存器的内容，从而改变GPIO引脚的输出作用。
锁定寄存器	配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)	高15位保留且必须保持复位值、编号16位（第17位）为端口配置锁定键（相当于使能），0未激活锁定，1激活锁定。 低16位为GPIO对应引脚的配置锁定，0未锁定，1锁定 注意：锁定的是配置寄存器、复位功能选用这两类的寄存器，引脚电平还是可更改的，所以数据寄存器和置位/复位寄存器不会锁定。
复用功能选择寄存器	复用功能选择寄存器 （ GPIOx_AFRH 和 GPIOx_AFRL ）	用于配置GPIO复用功能，分高位和低位两个32位的寄存器，每个寄存器中每4位控制一个引脚，所以一个寄存器控制8个引脚，低位寄存器控制引脚（0-7），高位寄存器控制引脚（8-15）。 每一个引脚用4位选择16种类型(有些引脚可能没有16种)的复用功能，具体功能需要查询手册。

GPIO的内部电路

在Cortex-M3里，对于GPIO的配置种类有8种：

（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入

（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入

（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入

（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入

（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出

（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出

（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出

（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

I/O端口位的基本结构

上拉与下拉（作用于输入）

上下拉的时候一般在输入的时候设置。

没有上拉/下拉电阻，在没有外界输入的情况下输入端是悬空的，它的电平是未知的无法保证的，上拉/下拉确保了默认电平为固定值。

上拉

上拉电路接高电平后，默认是高电平状态，将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用，上拉就是如果没有输入信号则此时I/O状态为1，下拉相反

下拉

下拉电路与上拉电路相反，电路接高电平后，默认是低电平状态，将不确定的信号通过一个电阻钳位在低电平，电阻同时起限流作用，上拉就是如果没有输入信号则此时I/O状态为0。

推挽与开漏（输出）

P-MOS基极小于一定电压值导通（NPN）----------------》基极负电压导通

N-MOS基极大于一定电压值导通（PNP）----------------》基极正电压导通

推挽

推挽输出的最大特点是可以真正能真正的输出高电平和低电平，在两种电平下都具有驱动能力。

优点：电流驱动强，输出电压基本与电源无压差，电平转换速度快（IO输出）。

注意：两个推挽电路的输出不能线与，否则，当一个P-MOS导通，另一个N-MOS管导通，会导致电源与地短路，烧毁器件。

推挽输出模式时：

• 若向该结构中输入高电平，经过反向后，上方的P-MOS导通，下方的N-MOS关闭，对外输出高电平；
• 若向该结构中输入低电平时，经过反向后，下方的N-MOS管导通，上方的P-MOS关闭，对外输出低电平。
• 当引脚高低电平切换时，两个MOS管轮流导通，P管负责灌电流，N管负责拉电流，使其负载能力和开关速度都比普通的方式有很大的提高。**推挽输出的低电平为0V，高电平为3.3V**。

开漏（适用于IIC）

开漏输出无法真正输出高电平，即高电平（0V）时没有驱动能力，需要借助外部上拉电阻完成对外驱动，外部没有上拉电阻时只能输出低电平（负）或0。

学习心得：

1.初学STM32需要C语言函数和结构体的基础知识，C语言基础知识是很多东西的基础。

2.对于推挽和开漏的理解需要回头复习模电的相关知识，要深入对PMOS管和NMOS管的理解。

3.以写知识总结的方式确实能加强自己的学习驱动力，对于知识的理解也比单纯看书深入很多，同时能加强自己的总结能力。

4.学会查找库函数很重要，记住一些函数名称、结构体、模块功能在哪个源文件/头文件，直接查找复制过来加以修改，能大大减少工作量。

5.加油!!!

本文记录本人学习STM32的知识，便于以后复习所用，如有不妥之处，欢迎留言指正，共同进步!