stm32寄存器操作笔记（一）GPIO篇1

        上图是单片机GPIO的硬件设计，这里进行简要的介绍。GPIO的硬件主要分为了两个部分，上部分的读出设计的下部分的写入设计。

        先看写入部分，源头可以选择本芯片写入或者是片上外设的输出写入，有芯片自身写入的数据经过位设置/清除寄存器和输出数据寄存器后进入到输出控制中。注意这里的两个寄存器，在后面对GPIO的操作中有详细介绍。输出控制的输入还有一个来源是复用功能输出，这里可以通过GPIO的输出模式来进行选择，其涉及到的寄存器在后面会介绍。在输出控制之后有两个MOS管来控制输出，这里涉及到的模电MOS管的知识，这里只做简要讲解，详细过程可以去教材中学习。当写入1时，输出控制上面输出1，下面输出0。这里作者不太确定是否是这样，但可以肯定的是输入1时，PMOS管导通，NMOS管截止，IO口上拉，最后GPIO口输出高电平。相反，输入0时，NMOS管导通，PMOS管截止，IO口下拉，最后GPIO口输出低电平。这就是IO口的写入过程。

        再看读出部分，从IO口进来，首先经过一个上拉和下来的选择。可以简单想做是在没有读数时，IO口电平由该设置选择。可以选择上拉，下拉，都不拉也就是浮空（此时的IO口电平并不稳定）。在之后就进入到一个施密特触发器，这个触发器的作用在数电中有详细描述，需要的可以去详细了解，之后进入到输入数据寄存器保存。我们就可以通过该寄存器读取IO口的输入电平了。

        stm32参考手册中还详细描写了外设配置的GPIO配置，在1.11的外设的GPIO配置那一章中，需要操作时可以去查看。

之后就是重头戏，GPIO相关寄存器的操作：

1.GPIOx_CRL/H寄存器，这是两个寄存器，分别控制0到7和8到15的IO口。因为是相同功能的寄存器，所以只讲CRL了。

 这里一位IO口占据4个位，分别是2位CNF和2位MODE，从下面的描述可以看出MODE主要控制的是IO选择输入还是输出。输出的最大翻转的速度是多少。CNF就是选择相关的输入输出模式。这里注意。该如何选择何种模式碰到再详细介绍。

2.GPIOx_IDR寄存器，这个寄存器在硬件设计那可以知道作用是保存由IO口读取的数据，所有位都是只读。

3.GPIOx_ODR寄存器，这个寄存器的作用是记录个IO口的输出状态，因为该寄存器是可读可写，所以也可以通过写入该寄存器来控制IO口的输出。

4.GPIOx_BSRR寄存器，这个寄存器的作用是控制IO口输出1还是0。0到15的BS位写入1时是将对应位设置为1，16到31的BR位写入1时是将对应位设置为0。

5.GPIOx_BRR寄存器，这个寄存器功能被GPIOx_BSRR覆盖，主要是给位写0。

6.GPIOx_LCKR寄存器，这个寄存器功能是将端口功能锁定，在下次系统复位之前将不能再更改端口位的配置。我从来没有用到过。大概了解就行。

总结重要寄存器：GPIOx_CRL/H，GPIOx_IDR，GPIOx_BSRR这三个寄存器基本每次操作都需要用到，要熟练掌握。

OK！到这GPIO的所有寄存器也就告一段落，寄存器数目并不多，对其的掌握难度很小，可以说是单片机中的hello world了。这一节主要是对理论的一些描述，下一篇可能就找一些实例来具体体现如何操控GPIO口。

tips：学生党，最近一直在忙一个神经网络的作业（不使用框架纯手搓），只能说更新很不稳定，而且本人也是中途入的单片机，对知识的掌握有限，也希望读者能多多指出，相互交流，共同进步。