GPIO的库函数

2023-05-16

GPIO的库函数（原文链接https://www.cnblogs.com/nasduc/p/4685236.html）


1 void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx)

这个函数调用了rcc.c里面的RCC_AHB1PeriphResetCmd，对外设端口进行复位,最终操作的是RCC_AHB1RSTR和RCC_AHB2RSTR,这样操作后，使端口寄存器恢复默认值

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void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));

  if (GPIOx == GPIOA)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); //复位端口
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, DISABLE);//不复位
  }
  else if (GPIOx == GPIOB)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOC)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOD)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOE)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOF)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOG)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOH)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOH, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOH, DISABLE);
  }

  else if (GPIOx == GPIOI)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOI, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOI, DISABLE);
  }
  else if (GPIOx == GPIOJ)
  {
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOJ, ENABLE);
    RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOJ, DISABLE);
  }
  else
  {
    if (GPIOx == GPIOK)
    {
      RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOK, ENABLE);
      RCC_AHB1PeriphResetCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOK, DISABLE);
    }
  }
}

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2 这个函数传入的参数是GPIO_TypeDef和GPIO_InitStruct，GPIO_TypeDef是一个数组，包含了所有GPIO相关的寄存器。GPIO_InitTypeDef也是一个数组,包含了对GPIO的具体配置选项，比如输入输出选择等等。

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void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{
  uint32_t pinpos = 0x00, pos = 0x00 , currentpin = 0x00;
  // 参数检查
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_InitStruct->GPIO_Pin));
  assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_InitStruct->GPIO_Mode));
  assert_param(IS_GPIO_PUPD(GPIO_InitStruct->GPIO_PuPd));

  for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x10; pinpos++) //从第0个pin开始扫描要赋值哪个pin
  {
    pos = ((uint32_t)0x01) << pinpos;
    /* Get the port pins position */
    currentpin = (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos; //GPIO_InitStruct->GPIO_Pin会确定GPIOX端口中具体哪个管脚被初始化

    if (currentpin == pos) //扫描到了需要初始化的管脚，进行配置
    { //现在GPIOX是一个指向GPIO_TypeDef的指针，那么GPIO->就是在操作moder寄存器
      GPIOx->MODER  &= ~(GPIO_MODER_MODER0 << (pinpos * 2)); // 把这个要配置的pin对于的moder寄存器的两位清零
      GPIOx->MODER |= (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) << (pinpos * 2));//把相应的配置写入寄存器

      if ((GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_OUT) || (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_AF))//如果配置成输出或者复用，才需要配置速度
      {
        /* Check Speed mode parameters */
        assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_InitStruct->GPIO_Speed));

        /* Speed mode configuration */
        GPIOx->OSPEEDR &= ~(GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR0 << (pinpos * 2)); //这里和moder寄存器的配置是一样的
        GPIOx->OSPEEDR |= ((uint32_t)(GPIO_InitStruct->GPIO_Speed) << (pinpos * 2));

        /* Check Output mode parameters */
        assert_param(IS_GPIO_OTYPE(GPIO_InitStruct->GPIO_OType));

        /* Output mode configuration*/
        GPIOx->OTYPER  &= ~((GPIO_OTYPER_OT_0) << ((uint16_t)pinpos)) ;
        GPIOx->OTYPER |= (uint16_t)(((uint16_t)GPIO_InitStruct->GPIO_OType) << ((uint16_t)pinpos));
           //配置输出或者推挽，一个bit对应一个pin,所以不需要pinpos*2
      }

      /* Pull-up Pull down resistor configuration*/
      GPIOx->PUPDR &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0 << ((uint16_t)pinpos * 2));
      GPIOx->PUPDR |= (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_PuPd) << (pinpos * 2)); // 配置上下拉
    }
  }
}

复制代码

这个函数的调用方法如下所示：

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void myGPIO_Init(void)
{         
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//使能F端口的时钟//GPIOF9,F10初始化
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;//选择需要配置的管脚。GPIO_Pin_9的值被定义成0x0200
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;// 配置成输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;// 配置成push-pull
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//配置成上拉
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);// 调用上面这个初始化函数

}

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以上有很多例如：GPIO_Pin_9 ，GPIO_Mode_OUT，都是定义在stm32f4xx_gpio.h的枚举类的值。以上这个函数，把各种值赋给GPIO_InitTypeDef类型的GPIO_InitStructure数组，然后调用GPIO_Init这个函数，把这些设置写入寄存器。GPIOF是F端口的寄存器基地址。

3.void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)

这个函数和上面这个调用类似，是把这些GPIO寄存器恢复默认值

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void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{
  /* Reset GPIO init structure parameters values */
  GPIO_InitStruct->GPIO_Pin  = GPIO_Pin_All;
  GPIO_InitStruct->GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
  GPIO_InitStruct->GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  GPIO_InitStruct->GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStruct->GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
}

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4.void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

端口配置锁定寄存器，传入的参数的哪个端口，哪个管脚，具体见GPIOx_LCKR寄存器。是用来锁定管脚的配置，这个寄存器低16位是具体某个管脚的锁定使能。LCKK管脚是总的锁定激活。这里的5步操作，在手册中是由规定的：“锁定键写序列”

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void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  __IO uint32_t tmp = 0x00010000;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

  tmp |= GPIO_Pin;
  /* Set LCKK bit */
  GPIOx->LCKR = tmp;
  /* Reset LCKK bit */
  GPIOx->LCKR =  GPIO_Pin;
  /* Set LCKK bit */
  GPIOx->LCKR = tmp;
  /* Read LCKK bit*/
  tmp = GPIOx->LCKR;
  /* Read LCKK bit*/
  tmp = GPIOx->LCKR;
}

复制代码

5. uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

这个函数其实是读IDR寄存器，即管脚的输入值

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uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  uint8_t bitstatus = 0x00;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

  if ((GPIOx->IDR & GPIO_Pin) != (uint32_t)Bit_RESET) //IDR寄存器中，需要读的这个管脚如果不是0
  {
    bitstatus = (uint8_t)Bit_SET;
  }
  else
  {
    bitstatus = (uint8_t)Bit_RESET;
  }
  return bitstatus;
}

复制代码

6、uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)

这个函数是读16比特

复制代码


uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));

  return ((uint16_t)GPIOx->IDR);
}

复制代码

7、uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

这个函数是读ODR寄存器，即输出的值，可以看GPIO的结构，输出也是可以读的。

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uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  uint8_t bitstatus = 0x00;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

  if (((GPIOx->ODR) & GPIO_Pin) != (uint32_t)Bit_RESET)
  {
    bitstatus = (uint8_t)Bit_SET;
  }
  else
  {
    bitstatus = (uint8_t)Bit_RESET;
  }
  return bitstatus;

复制代码

8、uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)

类似，这里读16比特

复制代码


uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));

  return ((uint16_t)GPIOx->ODR);
}

复制代码

9、void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

写1

复制代码


void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

  GPIOx->BSRRL = GPIO_Pin;
}

复制代码

10、void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

写0

复制代码


void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

  GPIOx->BSRRH = GPIO_Pin;
}

复制代码

11、void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal)

把GPIO的某一位写0或者写1

复制代码


void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GET_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  assert_param(IS_GPIO_BIT_ACTION(BitVal));

  if (BitVal != Bit_RESET)
  {
    GPIOx->BSRRL = GPIO_Pin;
  }
  else
  {
    GPIOx->BSRRH = GPIO_Pin ;
  }
}

复制代码

12、void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal)

对某个端口16位赋值

复制代码


void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));

  GPIOx->ODR = PortVal;
}

复制代码

13、void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

对某个端口的值进行取反

复制代码


void GPIO_ToggleBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));

  GPIOx->ODR ^= GPIO_Pin;
}

复制代码

14、void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, uint8_t GPIO_AF)

配置GPIO的复用功能，具体见AFRL和AFRH寄存器

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void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, uint8_t GPIO_AF)
{
  uint32_t temp = 0x00;
  uint32_t temp_2 = 0x00;
  
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_PIN_SOURCE(GPIO_PinSource));
  assert_param(IS_GPIO_AF(GPIO_AF));
  //每个管脚的AF配置，在寄存器中都占了4位
  temp = ((uint32_t)(GPIO_AF) << ((uint32_t)((uint32_t)GPIO_PinSource & (uint32_t)0x07) * 4)) ;//表示移到这两个寄存器中的哪个4位
  GPIOx->AFR[GPIO_PinSource >> 0x03] &= ~((uint32_t)0xF << ((uint32_t)((uint32_t)GPIO_PinSource & (uint32_t)0x07) * 4)) ;//先清零
  //AFR有两个寄存器，AFR[GPIO-PinSource>>0x03]确定哪个寄存器

temp_2 = GPIOx->AFR[GPIO_PinSource >> 0x03] | temp; //把寄存器中需要赋值的几个bit赋值
 GPIOx->AFR[GPIO_PinSource >> 0x03] = temp_2;  //写入需要的值
}

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调用方式如下：


GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1)
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1)

不是所有的管脚，可以复用成任意的管脚，PA9和PA10有如下说明。可以看到PA9和USART1_TX,PA10是USART1_RX。

PA9：TIM1_CH2, USART1_TX,LCD_COM1, TIM15_BKIN,EVENTOU
PA10：TIM1_CH3, USART1_RX,OTG_FS_ID, LCD_COM2,TIM17_BKIN, EVENTOUT

另外还需要说明的是，这几个接口，定义的AF的配置都是7，都是一样的。但是某个管脚是限定成哪个接口的，所以不会搞错。即把PA9和PA10的AF配置成7.是不会映射到USART2去的。同时，不同的USART对应不同的寄存器偏移地址。


#define GPIO_AF_USART1         ((uint8_t)0x07)  /* USART1 Alternate Function mapping  */
#define GPIO_AF_USART2         ((uint8_t)0x07)  /* USART2 Alternate Function mapping  */
#define GPIO_AF_USART3         ((uint8_t)0x07)  /* USART3 Alternate Function mapping  */
#define GPIO_AF7_SPI3          ((uint8_t)0x07)  /* SPI3/I2S3ext Alternate Function mapping */

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