GPIO基本原理與寄存器配置

基礎信息

STM32F103ZET6，一共有7組IO口，每組IO口有16個IO

USART：(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)USART是一個全雙工通用同步/異步串行收發模塊，該接口是一個高度靈活的串行通信設備。

FT： 可容忍5V（給IO口5V電壓也可識別為高電平）

GPIO工作方式

4種輸入模式：

• 輸入浮空
  

VDD\VSS開關均斷開

施密特觸發器打開

CPU讀輸入數據寄存器數據

• 輸入上拉
  

VDD開關閉合，接入30-50K的上拉電阻

施密特觸發器打開

CPU讀輸入數據寄存器數據

• 輸入下拉
  

VSS開關閉合，接入30-50K的下拉電阻

施密特觸發器打開

CPU讀輸入數據寄存器數據

• 模擬輸入
  

VDD\VSS開關均斷開

AD轉換（模擬0-3.3V量轉為數字量）

施密特觸發器截止

4種輸出模式：

• 開漏輸出（只可以輸出強低電平，高電平得靠外部電阻拉高。）
  

由CPU寫入數據到"位設置/清除寄存器"，映射到"輸出數據寄存器"

若"輸出數據寄存器"輸出1

N-MOS關閉（截止)，此時IO口電平不由1決定

IO口狀態由外部上下拉決定（浮空狀態）

輸出的電平可以有4-5-6-7路徑讀取

若"輸出數據寄存器"輸出0

N-MOS開啟

IO口狀態被VSS拉低輸出低電平

輸出的低電平可以有4-5-6-7路徑讀取

• 開漏復用功能
  

原理與開漏輸出相似

由復用功能外設輸出決定

若外設輸出1

N-MOS關閉（截止)，此時IO口電平不由1決定

IO口狀態由外部上下拉決定（浮空狀態）

輸出的電平可以有4-5-6-7路徑讀取

若外設輸出0

N-MOS開啟

IO口狀態被VSS拉低輸出低電平

輸出的低電平可以有4-5-6-7路徑讀取

• 推挽式輸出（可以輸出強高低電平，連接數字器件）
  

由CPU寫入數據到"位設置/清除寄存器"，映射到"輸出數據寄存器"

若"輸出數據寄存器"輸出1

P-MOS導通，N-MOS關閉（截止)

IO口輸出1

輸出的電平可以有4-5-6-7路徑讀取

若"輸出數據寄存器"輸出0

P-MOS截止，N-MOS導通

IO口輸出0

輸出的低電平可以有4-5-6-7路徑讀取

• 推挽式復用功能
  

由復用功能外設輸出決定

若"輸出數據寄存器"輸出1

P-MOS導通，N-MOS關閉（截止)

IO口輸出1

輸出的電平可以有4-5-6-7路徑讀取

若"輸出數據寄存器"輸出0

P-MOS截止，N-MOS導通

IO口輸出0

輸出的低電平可以有4-5-6-7路徑讀取

參考資料網址

http://www.openedv.com/posts/list/21980.htm

3種最大翻轉速度：

• 2MHZ
• 10MHz
• 50MHz

GPIO相關配置寄存器（共7 $\times$ 7=49個寄存器）

一組GPIO有16個IO口

每組GPIO端口的寄存器包括：

• 兩個32位配置寄存器(GPIOx_CRL ，GPIOx_CRH)
  控制每個IO口要4位寄存器,所以要兩個32位寄存器
  四位分為兩部分MODE、CNF

  • GPIOx_CRL:端口配置低寄存器（配置低位：PA0-PA7)
    
  • GPIOx_CRH:端口配置高寄存器（配置高位：PA8-PA15)
    

• 兩個32位數據寄存器 (GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)

  • GPIOx_IDR:端口輸入寄存器
    每組GPIO有16個IO口，只需要IDR中的16位，低十六位記錄高低電平
    

  • GPIOx_ODR:端口輸出寄存器
    每組GPIO有16個IO口，只需要ODR中的16位
    輸入模式下，判斷上拉(1)下拉(0)
    

• 一個32位置位/ 復位寄存器(GPIOx_BSRR)
  低位：只設置為1的IO口，其他IO口不影響
  

• 一個16位復位寄存器(GPIOx_BRR)
  與BSRR的關系高位一樣
  

• 一個32位鎖定寄存器(GPIOx_LCKR)

STM32引腳說明

端口復用功能

復用: 就是一些端口不僅僅可以做為通用IO口，還可以復用為一些外設引腳，比如PA9,PA10可以復用為STM32的串口1引腳。
作用: 最大限度的利用端口資源

端口重映射功能

重映射: 把某些功能引腳映射到其他引腳。比如串口1默認引腳是PA9,PA10可以通過配置重映射映射到PB6,PB7。

所有IO口都可以作為中斷輸入

總結

以上是生活随笔為你收集整理的正点原子STM32F103学习笔记（二）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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