STM32学习记录 — GPIO端口篇

简介：
本篇文章为《STM32学习记录》系列之一，主要聚焦于GPIO端口的学习与应用实践，深入探讨了STM32微控制器通用输入输出接口的基本操作和配置方法。 STM32是由STMicroelectronics（意法半导体）开发的一系列基于ARM Cortex-M架构的32位微控制器，在嵌入式系统领域非常受欢迎，因为它具有高性能、低功耗以及丰富的外设支持。学习STM32的第一步通常是了解其通用输入输出(GPIO)端口。 GPIO是连接外部设备的关键接口之一，每个GPIO端口包含多个引脚，这些引脚可以配置为不同的功能模式如输入或输出等，并且能够驱动LED灯、生成PWM信号等多种任务。以下是关于STM32 GPIO的一些特点： 1. 每个GPIO端口由一组寄存器控制，包括用于低8位和高8位的配置寄存器(GPIOx_CRL, GPIOx_CRH)以及数据读写寄存器(GPIOx_IDR, GPIOx_ODR)，还有单独操作引脚状态的功能(GPIOx_BSRR, GPIOx_BRR), 以及防止意外更改端口设置的锁定功能(GPIOx_LCKR)。 2. 每个GPIO位都能被软件配置成不同的模式，不过必须以32位字的形式访问寄存器而不能进行半字或字节级别的操作。 3. 支持标准的输入输出功能，并且可以用于驱动LED灯、产生PWM波形等任务。 4. 提供了单独设置或清除引脚状态的功能，使得软件控制更加简单直接。 5. 当被配置为输入模式时，GPIO端口能够作为外部中断唤醒线使用。 6. GPIO支持复用功能（Alternate Function, AF），允许一个引脚在不同情况下具备多种不同的功能特性。 7. 可以通过软件重新映射IO复用功能来优化外设的I/O接口数量和布局。 8. 提供了GPIO锁定机制，可以在系统重启后保持端口配置不变。 初始化GPIO通常需要定义一些枚举类型（如GPIOMode_TypeDef, GPIOSpeed_TypeDef）用于指定引脚的工作模式与速度。一个简单的例子是将某个引脚设置为推挽输出模式并控制LED的开关状态：首先通过库函数设定该引脚为推挽输出，然后在主循环中使用相应API来切换电平从而点亮或熄灭LED灯。 掌握GPIO的功能特性对于进行STM32开发至关重要。随着学习深入，开发者可以更好地利用这些功能来实现复杂的嵌入式系统项目。