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日志

 
 

STM32 GPIO设置  

2011-10-05 16:20:56|  分类: 大学留笔 |  标签: |举报 |字号 订阅

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STM32的输入输出管脚有下面8种可能的配置:(4输入+2输出+2复用输出)

① 浮空输入_IN_FLOATING

② 带上拉输入_IPU  

③ 带下拉输入_IPD           

④ 模拟输入_AIN
⑤ 开漏输出_OUT_OD     

⑥ 推挽输出_OUT_PP

⑦ 复用功能的推挽输出_AF_PP

⑧ 复用功能的开漏输出_AF_OD

1.1         I/O口的输出模式下,有3种输出速度可选(2MHz、10MHz和50MHz),这个速度是指I/O口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度,输出信号的速度与程序有关(芯片内部在I/O口的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路,用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路)。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块,达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。高频的驱动电路,噪声也高,当不需要高的输出频率时,请选用低频驱动电路,这样非常有利于提高系统的EMI性能。当然如果要输出较高频率的信号,但却选用了较低频率的驱动模块,很可能会得到失真的输出信号。关键是GPIO的引脚速度跟应用匹配(推荐10倍以上?)。比如:

1.1.1       对于串口,假如最大波特率只需115.2k,那么用2M的GPIO的引脚速度就够了,既省电也噪声小。

1.1.2       对于I2C接口,假如使用400k波特率,若想把余量留大些,那么用2M的GPIO的引脚速度或许不够,这时可以选用10M的GPIO引脚速度。

1.1.3       对于SPI接口,假如使用18M或9M波特率,用10M的GPIO的引脚速度显然不够了,需要选用50M的GPIO的引脚速度。

1.2         GPIO口设为输入时,输出驱动电路与端口是断开,所以输出速度

配置无意义。

1.3         在复位期间和刚复位后,复用功能未开启,I/O端口被配置成浮空

输入模式。

1.4         所有端口都有外部中断能力。为了使用外部中断线,端口必须配置成输入模式。

1.5         GPIO口的配置具有上锁功能,当配置好GPIO口后,可以通过程序锁住配置组合,直到下次芯片复位才能解锁。

2           在STM32中如何配置片内外设使用的IO端口

首先,一个外设经过 ①配置输入的时钟和 ②初始化后即被激活(开启);③如果使用该外设的输入输出管脚,则需要配置相应的GPIO端口(否则该外设对应的输入输出管脚可以做普通GPIO管脚使用);④再对外设进行详细配置。

对应到外设的输入输出功能有下述三种情况:
一、外设对应的管脚为输出:需要根据外围电路的配置选择对应的管脚为复
用功能的推挽输出或复用功能的开漏输出。
二、外设对应的管脚为输入:则根据外围电路的配置可以选择浮空输入、带
上拉输入或带下拉输入。
三、ADC对应的管脚:配置管脚为模拟输入。

如果把端口配置成复用输出功能,则引脚和输出寄存器断开,并和片上外设的输出信号连接。将管脚配置成复用输出功能后,如果外设没有被激活,那么它的输出将不确定。

3           通用IO端口(GPIO)初始化:

3.1            GPIO初始化

3.1.1       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | B | C, ENABLE):使能APB2总线外设时钟

3.1.2       RCC_ APB2PeriphResetCmd (RCC_APB2Periph_GPIOA | B | C,

DISABLE):释放GPIO复位

3.2            配置各个PIN端口(模拟输入_AIN、输入浮空_IN_FLOATING、输入上拉_IPU、输入下拉_IPD、开漏输出_OUT_OD、推挽式输出_OUT_PP、推挽式复用输出_AF_PP、开漏复用输出_AF_OD)

3.3            GPIO初始化完成

=======================================================================

最近刚开始学习STM32,所以从最基本的GPIO开始学起;首先看看STM32的datasheet上对GPIO口的简单介绍:每个GPI/O 端口有两个32 位配置寄存器(GPIOx_CRL,GPIOx_CRH),两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR,GPIOx_ODR),一个32 位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR),一个16 位复位寄存器(GPIOx_BRR)和一个32 位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。

   GPIO 端口的每个位可以由软件分别配置成多种模式。每个I/O 端口位可以自由编程,然而I/0 端口寄存器必须按32 位字被访问(不允许半字或字节访问)。GPIOx_BSRR 和GPIOx_BRR 寄存器允许对任何GPIO 寄存器的读/更改的独立访问;这样,在读和更改访问之间产生IRQ 时不会发生危险。

端口位配置 CNFx[1:0]=xxb,MODEx[1:0]=xxb

再看GPIO功能很强大:

1.通用I/O(GPIO):最最基本的功能,可以驱动LED、可以产生PWM、可以驱动蜂鸣器等等;

2.单独的位设置或位清除:方便软体作业,程序简单。端口配置好以后只需GPIO_SetBits(GPIOx, GPIO_Pin_x)就可以实现对GPIOx的pinx位为高电平;

3.外部中断/唤醒线:端口必须配置成输入模式时,所有端口都有外部中断能力;

4.复用功能(AF):复用功能的端口兼有IO功能等。复位期间和刚复位后,复用功能未开启,I/O 端口被配置成浮空输入模式:(CNFx[1:0]=01b,

MODEx[1:0]=00b)。

5.软件重新映射I/O复用功能:为了使不同器件封装的外设I/O 功能的数量达到最优,可以把一些复用功能重新映射到其他一些脚上。这可以通过软件配置相应的寄存器来完成。这时,复用功能就不再映射到它们的原始引脚上了

6.GPIO锁定机制:当在一个端口位上执行了所定(LOCK)程序,在下一次复位之前,将不能再更改端口位的配置。

GPIO基本设置

GPIOMode_TypeDef GPIO mode    定义及偏移地址

GPIO_Mode_AIN = 0x0,     //模拟输入

GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, //悬空输入

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, //推挽输出

GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,   //开漏复用

GPIO_Mode_AF_PP = 0x18    //推挽复用

GPIO输入输出速度选择:

typedef enum

{

GPIO_Speed_10MHz = 1,

GPIO_Speed_2MHz,

GPIO_Speed_50MHz

}

GPIOSpeed_TypeDef;

#define IS_GPIO_SPEED(SPEED) ((SPEED == GPIO_Speed_10MHz) ||

(SPEED == GPIO_Speed_2MHz) || (SPEED == GPIO_Speed_50MHz))

做一个GPIO输出的试验

当I/O 端口被配置为推挽模式输出时:输出寄存器上的0 激活N-MOS,而输

出寄存器上的1 将激活P-MOS。

用这段程序实现:GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

int main(void)

{

#ifdef DEBUG

debug();

#endif

/* 设置系统时钟 */

RCC_Configuration();

   

/* 嵌套中断设置*/

NVIC_Configuration();

/* 激活GPIOC clock */

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

/* Configure PC.04, PC.05, PC.06 and PC.07 as Output push-pull */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 |

GPIO_Pin_7;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

while (1)

{

    /*本试验仅能实现LED1亮、熄功能*/

    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_4); //设置PC.04 pin为高电平,点亮

LED1

    Delay();

    GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_4); //设置PC.04 pin为低电平,熄灭

LED1

    Delay();

}

}

做一个GPIO输入的试验:以EK-STM32F中LCDdemo做例子

这个试验中把GPIO的PD.04做为按键输入,当下降沿来临时触发。

LCDdemo中的例程如下:首先配置按键PD.03, PD.04为按键输入接口。

void Button_Config(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* Enable GPIOD clock */

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);

/* Configure PD.03, PD.04 as output push-pull */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 ;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

}

下面为按键作用是启动外部中断

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD, GPIO_PinSource3);

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line3;            //设定外部中断3

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //设定中断模式

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //设定下降沿触

发模式

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

 

/*******************************************************************************

设置GPIO基本参数

*******************************************************************************/

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//根据GPIO_InitStruct中指定的参数初始化外设GPIOx寄存器

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4| GPIO_Pin_5 ;

//设置的IO为pin4与pin5

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

/* GPIO_Speed 描述

GPIO_Speed_10MHz 最高输出速率10MHz

GPIO_Speed_2MHz 最高输出速率2MHz

GPIO_Speed_50MHz 最高输出速率50MHz

*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ;

/*

GPIO_Speed 描述

GPIO_Mode_AIN 模拟输入

GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入

GPIO_Mode_IPD 下拉输入

GPIO_Mode_IPU 上拉输入

GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出

GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出

GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出

GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出通常有5种方式使用某个引脚功能,

它们的配置方式如下:

1)作为普通GPIO输入:

根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入,

同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。

2)作为普通GPIO输出:

根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出,同时不要使能该引

脚对应的所有复用功能模块。

3)作为普通模拟输入:

配置该引脚为模拟输入模式,同时不要使能该引脚对应的所有

复用功能模块。

4)作为内置外设的输入:

根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入,

同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。

5)作为内置外设的输出:

根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出,同时使能

该引脚对应的所有复用功能模块。1、模拟输入模式下,是用于AD输入时输入模拟量,此时施密特触

发器输入关闭,施密特触发器输出为0.

2、下拉输入:打开内部下拉电阻

3、上拉输入:打开内部上拉电阻

4、浮空输入 :这个输入模式,输入电平必须由外部电路确定,

要根据具体电路,加外部上拉电阻或下拉电阻。

5、推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件。推挽式输出输出电阻

小,带负载能力强。

6、开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要

上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强

(一般20ma以内).能驱动大电流和大电压。LED就使用这种模式

7、复用是指该引脚打开remap功能。*/

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource4);

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line4;

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;

EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource5);

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line5;

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

}

/*GPIO常使用的几条函数

GPIO_ReadInputDataBit 读取指定端口管脚的输入

u8 ReadValue;

ReadValue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7);

使用setbits 与resetbits 是比较简单,其实还是可以使用

其它函数。例如可以使用GPIO_WriteBit

GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_1, Bit_SET);

GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_1, Bit_RESET);对于好像流水灯呀这些一个整段IO,可以使用

GPIO_Write(GPIOA, 0x1101);GPIO_EXTILineConfig 选择GPIO管脚用作外部中断线路

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSource_GPIOB, GPIO_PinSource8);*/

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