STM32M3_GPIO暫存器&GPIO工作方式

STM32M3_GPIO暫存器

STM32F103ZET6中

一共有7組IO口，每組IO口有16個IO，一共16X7=112個IO

GPIOA,GPIOB---GPIOG

每組IO口含下面7個暫存器。也就是7個暫存器，

一共可以控制一組GPIO的16個IO口。

每組GPIO埠的暫存器包括： 兩個32位配置暫存器(GPIOx_CRL ，GPIOx_CRH) ， 兩個32位資料暫存器 (GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)， 一個32位置位/ 復位暫存器(GPIOx_BSRR)， 一個16位復位暫存器(GPIOx_BRR)， 一個32位鎖定暫存器(GPIOx_LCKR)。 每個I/O埠位可以自由程式設計，然而I/O埠暫存器必須按32位字被訪問(不允許半字或位元組訪問) 。 每組IO口含下面7個暫存器，一共可以控制一組GPIO的16個IO口。 - GPIOx_CRL :埠配置低暫存器 - GPIOx_CRH:埠配置高暫存器         - GPIOx_IDR:埠輸入暫存器         - GPIOx_ODR:埠輸出暫存器         - GPIOx_BSRR:埠位設定/清除暫存器         - GPIOx_BRR :埠位清除暫存器         - GPIOx_LCKR:埠配置鎖存暫存器 CRL/CRH 每四個位控制一個IO口，CRL控制標號0-7的口，CRL控制標號8-15的口！ GPIOx_CRL：

GPIOx_CRH:
GPIOx_IDR:
GPIOx_ODR:
GPIOx_BSRR:
GPIOx_BRR :
GPIOx_LCKR:

STM32M3_GPIO工作方式

一、推輓輸出：可以輸出高、低電平，連線數字器件；推輓結構一般是指兩個三極體分別受兩個互補訊號的控制，總是在一個三極體導通的時候另一個截止。高低電平由IC的電源決定。         推輓電路是兩個引數相同的三極體或MOSFET，以推輓方式存在於電路中，各負責正負半周的波形放大任務，電路工作時，兩隻對稱的功率開關管每次只有一個導通，所以導通損耗小、效率高。輸出既可以向負載灌電流，也可以從負載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負載能力，又提高開關速度。 二、開漏輸出：輸出端相當於三極體的集電極，要得到高電平狀態需要上拉電阻才行。適合於做電流型的驅動，其吸收電流的能力相對強（一般20mA以內）。開漏形式的電路有以下幾個特點： 1、利用外部電路的驅動能力，減少IC內部的驅動。當IC內部MOSFET導通時，驅動電流是從外部的VCC流經上拉電阻、MOSFET到GND。IC內部僅需很小的柵極驅動電流。         2、一般來說，開漏是用來連線不同電平的器件，匹配電平用的，因為開漏引腳不連線外部的上拉電阻時，只能輸出低電平，如果需要同時具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的一個優點是通過改變上拉電源的電壓，便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。（上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉換的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以負載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。）       3、開漏輸出提供了靈活的輸出方式，但是也有其弱點，就是帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負載充電，所以當電阻選擇小時延時就小，但功耗大；反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求，則建議用下降沿輸出。        4、可以將多個開漏輸出連線到一條線上。通過一隻上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成“與邏輯”關係，即“線與”。可以簡單的理解為：在所有引腳連在一起時，外接一上拉電阻，如果有一個引腳輸出為邏輯0，相當於接地，與之並聯的迴路“相當於被一根導線短路”，所以外電路邏輯電平便為0，只有都為高電平時，與的結果才為邏輯1。     關於推輓輸出和開漏輸出，最後用一幅最簡單的圖形來概括：該圖中左邊的便是推輓輸出模式，其中比較器輸出高電平時下面的PNP三極體截止，而上面NPN三 極管導通，輸出電平VS+；當比較器輸出低電平時則恰恰相反，PNP三極體導通，輸出和地相連，為低電平。右邊的則可以理解為開漏輸出形式，需要接上拉。 三、浮空輸入：對於浮空輸入，一直沒找到很權威的解釋，只好從以下圖中去理解了
   由於浮空輸入一般多用於外部按鍵輸入，結合圖上的輸入部分電路，我理解為浮空輸入狀態下，IO的電平狀態是不確定的，完全由外部輸入決定，如果在該引腳懸空的情況下，讀取該埠的電平是不確定的。 四、上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入：這幾個概念很好理解，從字面便能輕易讀懂。 五、複用開漏輸出、複用推輓輸出：可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況（即並非作為通用IO口使用） 六、總結在STM32中選用IO模式     1、浮空輸入GPIO_IN_FLOATING ——浮空輸入，可以做KEY識別，RX1     2、帶上拉輸入GPIO_IPU——IO內部上拉電阻輸入     3、帶下拉輸入GPIO_IPD—— IO內部下拉電阻輸入     4、模擬輸入GPIO_AIN ——應用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電     5、開漏輸出GPIO_OUT_OD ——IO輸出0接GND，IO輸出1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實現輸出高電平。當輸出為1時，IO口的狀態由上拉電阻拉高電平，但由於是開漏輸出模 式，這樣IO口也就可以由外部電路改變為低電平或不變。可以讀IO輸入電平變化，實現C51的IO雙向功能     6、推輓輸出GPIO_OUT_PP ——IO輸出0-接GND， IO輸出1 -接VCC，讀輸入值是未知的     7、複用功能的推輓輸出GPIO_AF_PP ——片內外設功能（I2C的SCL,SDA）     8、複用功能的開漏輸出GPIO_AF_OD——片內外設功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS） 七、STM32設定例項：     1、模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD，接上拉電阻，能夠正確輸出0和1；讀值時先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)；拉高，然後可以讀IO的值；使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；     2、如果是無上拉電阻，IO預設是高電平；需要讀取IO的值，可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開漏輸出_OUT_OD； 八、通常有5種方式使用某個引腳功能，它們的配置方式如下：    1、作為普通GPIO輸入：根據需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入，同時不要使能該引腳對應的所有複用功能模組。    2、作為普通GPIO輸出：根據需要配置該引腳為推輓輸出或開漏輸出，同時不要使能該引腳對應的所有複用功能模組。    3、作為普通模擬輸入：配置該引腳為模擬輸入模式，同時不要使能該引腳對應的所有複用功能模組。    4、作為內建外設的輸入：根據需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入，同時使能該引腳對應的某個複用功能模組。    5、作為內建外設的輸出：根據需要配置該引腳為複用推輓輸出或複用開漏輸出，同時使能該引腳對應的所有複用功能模組。    注意如果有多個複用功能模組對應同一個引腳，只能使能其中之一，其它模組保持非使能狀態。比如要使用STM32F103VBT6的47、48腳的USART3功能，則需要配置47腳為複用推輓輸出或複用開漏輸出，配置48腳為某種輸入模式，同時使能USART3並保持I2C2的非使能狀態。如果要使用STM32F103VBT6的47腳作為TIM2_CH3，則需要對TIM2進行重對映，然後再按複用功能的方式配置對應引腳。
這裡摘抄百度知道內一段問答，幫助大家理解GPIO工作方式： STM32 各輸入輸出模式的區別，特點？怎麼樣判斷在什麼情況下用哪種輸入輸出方式呢？ 諸司馬_計| 瀏覽 2407 次  2013-03-24 21:43 2013-03-25 00:39 最佳答案 *Input floating: 引腳懸空，就是沒有上拉也沒有下拉電阻的意思，針對外部有上拉器件使用，節省能耗，做AD輸入時也可以這樣設定。 *Input pull-up: 晶片輸入有內部有上拉電阻(電阻接VCC) *Input pull-down: 晶片輸入有內部下拉電阻(電阻接地) *Analog input: 模擬輸入，用於AD，比較器輸入(我理解是跟floating一樣，實際我沒有用到這個方式) *Output open-drain: 開漏輸出，類似三極體集電極引出，就是輸出沒有上拉電阻，要外部供電，否則輸出永遠是“0” 例如：你需要點亮一顆LED，LED正極串電阻連線到VCC，負極接IO口時使用開漏輸出。 如果LED正極接IO，負極接地的話，這顆LED永遠也點不亮。 *Output push-pull: 推輓輸出，輸出引腳對VCC和對地各有一個MOS管，輸出電流較大。 比如IIC匯流排的CLK線就需要用到推輓輸出。 追問 能在講講開漏輸出嗎？還是沒太搞懂~~~怎麼外部供電 追答 開漏就是MOS管的漏極是開路狀態，假設你對MOS管不是很熟，我就用三極體跟你說吧。 開漏好比NPN三極體的集電極是開路的，怎麼說呢，IC控制三極體基極，發射極接地，而把集電極空出來。 好了，你這時候給三極體基極加電，三極體導通了是不？ 如果你在集電極接一個LED到電源負極，LED有可能亮嗎？ 反過來，你的LED接在電源正極跟IO口上就不同了，基極給電讓三極體導通的時候，電源從正極到LED到IO口，由於三極體是導通的，你的LED就亮了，明白了嗎？ 象LM393之類的比較器很多都是開漏輸出的，以後遇到此類應用的時候千萬要記住。