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STM32 笔记 _《GPIO配置从低层走向高层》

news 来源：原创 2025/6/4 22:33:56

一.寄存器直接地址写入法

二.寄存器地址命名写入法

三.其它命名、及使用结构体 /枚举来归类 (逐步走向库函数)

三.GPIO一些参考图

一.寄存器直接地址写入法

操作IO口分三步： 1.打开相应的时钟；

2. 配置相应的I/O模式和频率（内部会以对应频率的驱动电路来匹配输出，输入时频率无效）；

3. 输出或输入数据（给相应的IO寄存器写或读数据）

1. 配置时钟寄存器RCC地址：示例打开PC/PB口时钟

偏移地址：0x18,

*(unsigned int*) 0x4002  1018 |=0x00000018 ; //0x4002 1018地址的寄存器IOPC/IOPB设置为1，其余不变。

（时钟打开的是A-E中其中一组或多组所有16个Pin脚）。

2. 配置PC13、PB0口IO模式寄存器：

A--E各自的基址如上上图。

A--E各相同Pin脚的配置寄存器、包括下面的数据寄存器的 偏移地址都是一样的。

    *(unsigned int*)   0x40011004   &=~(0x0F<<20);      //先将23-20位置0，其余不变。*(unsigned int*)   0x40011004   |= 0x00100000;      // 再将MODE13置01，PC13为10M、推挽输出模式*(unsigned int*)0x40010C00  &=~0x0F;				//先将PB:3-0位置0，其余不变。*(unsigned int*)0x40010C00  |= 0x00000004;			// 再将MODE0置01，PB0为浮空输入模式

注1：复位后各IO口为 0100 即浮空输入模式。

注2：RCC时钟配置是整个PC口的时钟；IO模式配置只是某个Pin脚的输入/出模式。

注3：这些与或操作都是为了保持其余IO口配置不被改变，&1、|0 都是不改变原位状态。&0是置0、| 1是置1。

3. 输出数据寄存器：

 *(unsigned int*)   0x4001100C &=0xFFFFDFFF;              //将13位置0，其余位不变。D:1101*(unsigned int*)   0x4001100C  |=  0x00002000;           //将13位置1，其余位不变。2: 0010while(1){if ((*(unsigned int*)0x40010C08&0x00000001)>0)	  //取PB0*(unsigned int*)0x4001100C |=0x00002000;	  //输出高电平;else *(unsigned int*)0x4001100C &=0xFFFFDFFF;	  //输出低电平}

二.寄存器地址命名写入法

直接地址法就是对照手册配置对应地址的寄存器写入或读出。地址不好记，程序不直观。

下面所有看似高大上的所有工作都是为了让程序的可读性变强。

先从地址命名法开始，就是预告把这些难记的地址用 #define重新命名：#define 木易电子 xxxxxxxxx

首先，我们把总总线和三大分总线基地址各个起名：

PERIPH_BASE ：翻译为：外设基地

/*把下面的命名保存一个头文件里"stm32f10x.h" ，方便统一管理*/#define PERIPH_BASE 0x40000000								//总总线基址  （中国）
#define APB1PERIPH_BASE PERIPH_BASE							//APB1总线基址（北京）
#define APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE+0x00010000)			//APB2总线基址（上海）
#define AHBPERIPH_BASE  (PERIPH_BASE+0x00020000)			//AHB总线基址 （广东）#define RCC_BASE     (AHBPERIPH_BASE+0x1000)			    //RCC分支基址  （广东东莞）
#define RCC_APB2ENR *(unsigned int*)(RCC_BASE+0x18)			//RCC的APB2ENR （东莞石龙镇）#define GPIOC_BASE  (APB2PERIPH_BASE+0x1000)			    //GPIOC分支基址 （上海某区）
#define GPIOC_CRL   *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x00)		//PC配置与输入输出寄存器（上海某区某街）
#define GPIOC_CRH   *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x04)
#define GPIOC_IDR   *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x08)
#define GPIOC_ODR   *(unsigned int*)(GPIOC_BASE+0x0C)#define GPIOB_BASE  (APB2PERIPH_BASE+0x0C00)			    //GPIOB分支基址  （上海某区）
#define GPIOB_CRL   *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x00)		//PB配置与输入输出寄存器（上海某区某街）
#define GPIOB_CRH   *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x04)
#define GPIOB_IDR   *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x08)
#define GPIOB_ODR   *(unsigned int*)(GPIOB_BASE+0x0C)

这样以后新建工程时将这个头文件#include "xxx.h " 就行了，程序里直接用地址名称来赋值即可。

如上一章节的例子：没有区别，只是将地址更换成名称

int main()
{RCC_APB2ENR |=0x00000018;			//打开GPIOC和GPIOB时钟GPIOC_CRH &=~(0x00F00000);			//先将PC:23-20位置0，其余不变。GPIOC_CRH  |= 0x00100000;			// 再将MODE13置01，为10M、推挽输出模式GPIOB_CRL  &=~0x0000000F;			//先将PB:3-0位置0，其余不变。GPIOB_CRL  |= 0x00000004;      	   	// 再将MODE0置01，为浮空输入模式GPIOC_ODR &=0xFFFFDFFF;	            //输出低电平delay_ms(100);GPIOC_ODR |=0x00002000;	            //输出高电平;delay_ms(100);while(1){if ((GPIOB_IDR & 0x00000001)>0) //仅取PB0一位GPIOC_ODR |= 0x00002000;    //输出高电平;else GPIOC_ODR &= 0xFFFFDFFF;    //输出低电平}
}

三.其它命名、及使用结构体 /枚举来归类 (逐步走向库函数)

从上一章看出，寄存器的名字好记了，但其中哪一位赋什么值还是要去查资料，可以继续深入命名 位名称和值名称 并加以同属性归类；

可以看出各组的很多寄存器是相同属性的，那么就可以用归类一统一管理（结构体或枚举）。

1. 定义2个结构体类型，并用一命名（结构体变量名）指向上一章所述的对应基址。

/*上一章节的命名这里省略了。。。。*/typedef unsigned int uint32_t;typedef struct
{uint32_t CRL;							//第一个成员首地址就是些结构体变量的首地址uint32_t CRH;							//以下成员地址依次增加，因为是32位，故+0x4uint32_t IDR;uint32_t ODR;uint32_t BSRR;uint32_t BSR;uint32_t LCKR;}GPIO_TypeDef;							//GPIO结构体变量：给GPIO寄存器同属性归类typedef struct
{uint32_t CR;uint32_t CFGR;uint32_t CIR;uint32_t APB2RSTR;uint32_t APB1RSTR;uint32_t AHBENR;uint32_t APB2ENR;uint32_t APB1ENR;uint32_t BDCR;uint32_t CSR;
}RCC_TypeDef;								//RCC结构体变量：给RCC寄存器同属性归类#define GPIOC ((GPIO_TypeDef*)GPIOC_BASE)	//命名:将0x40021000 指定为一结构体类型的地址
#define GPIOB ((GPIO_TypeDef*)GPIOB_BASE)	//结构体类型地址：说明此地址是成员0的首址，共有N个成员的地址
#define RCC ((RCC_TypeDef*)RCC_BASE)

然后，主程序里就可以这样了：

    RCC->APB2ENR |=0x00000018;           //打开GPIOC和GPIOB时钟
   GPIOC->CRH &=~(0x00F00000);        //先将PC:23-20位置0，其余不变。
   GPIOC->CRH |= 0x00100000; // 再将MODE13置01，为10M、推挽输出模式

   GPIOC->CRL &=~(0x0FF); //先将PC:8-0位置0，其余不变。
   GPIOC->CRL |= 0x11; // 再将MODE1/0置01，为10M、推挽输出模式

看出来了，只是变了下 ->, 感觉更高大上而已，没啥意思吧，哈哈，接着来...

如果这样：配置时：我告诉一个函数：PC组的13脚，推挽输出，10MHZ。然后此函数自动去配置，我们不需要查哪个寄存器，也不需要查哪个位？置1还是置0。好，下面的工作都是为了达到这个目的而繁琐。开始苦点，未来可幸福了，#include即可。

/*上部分就是上程序图，这里省略了。。。*/
#define GPIO_Pin_0  ((uint16_t)0x0001)		//16个Pin脚在对应的16位寄存器值
#define GPIO_Pin_1  ((uint16_t)0x0002)
//Pin2.3.4........14略
#define GPIO_Pin_15 ((uint16_t)0x8000)typedef enum								//GPIO输入输出模式对应值用命名后用枚举归类
{GPIO_Mode_AIN = 0x00,					//GPIOMode_TypeDef就是一变量类型名，GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,			//此类型变量只能是此枚举中所列的成员GPIO_Mode_IPD = 0x28,GPIO_Mode_IPU = 0x48,GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,GPIO_Mode_AF_OD  = 0x1C,GPIO_Mode_AF_PP  = 0x18,
}GPIOMode_TypeDef;							
typedef enum								//GPIO输出频率对应值用命名后用枚举归类
{GPIO_Speed_10MHZ=1,GPIO_Speed_2MHZ   ,GPIO_Speed_50MHZ  ,
}GPIOSpeed_TypeDef;typedef struct								//GPIO配置结构体：把配置所需的共性部分集合在一起
{uint16_t          GPIO_Pin;				//GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;GPIOMode_TypeDef  GPIO_Mode;
}GPIO_InitTypeDef;/*以上命名、枚举、结构体都只是给寄存器、管脚、设置值 归类并起个能读懂的名字：给烹饪材料和菜肉起名分门别类
以下函数就是：将上面的素材进行加工，直接做成菜单上的菜，外人不需要知道怎么做的，更不需要了解那些讨厌的素材*/
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)
{GPIOx->BSRR |=GPIO_Pin;					//GPIOx组的GPIO_Pin_y脚=1
}void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)
{GPIOx->BRR |=GPIO_Pin;					//GPIOx组的GPIO_Pin_y脚=0
}//配置输入输出模式数
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{uint32_t currentmode = 0x00, currentpin = 0x00, pinpos = 0x00, pos = 0x00;uint32_t tmpreg = 0x00, pinmask = 0x00;/* Check the parameters */assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));

还有配置函数GPIO_Init().配置的主要思路可以这样：根据Mode取得3、2二位的配置，根据Speed取得1、0位；

根据Pin的值可取得是CRH还是CRL; 再根据Pin的1在哪个位上，对应的CRH/L的对应的4位写入上面的Mode | Speed即可。

具体略了。还有RCC配置函数等，可以直接调用库，你需不需要知道内部原理，想了解更好。不知道也能用，比如不懂汽车原理也能当个老司机一样。

另外，上面写的命名、结构体、函数等都在一个文件里是不合C语言约定的，命名申明等有.h；

函数功能用.c。主程序只需要#incelud ''xxxxx.h"即可，C语言约定会自动寻找同名的.c文件。