一、GPIO功能描述

每個(gè)GPIO端口有兩個(gè)32位配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH) ，兩個(gè)32位數(shù)據(jù)寄存器 (GPIOx_IDR和GPIOx_ODR) ，一個(gè)32位置位/復(fù)位寄存器(GPIOx_BSRR)，一個(gè)16位復(fù)位寄存器(GPIOx_BRR)和一個(gè)32位鎖定寄存器(GPIOx_LCKR)。 GPIO端口的每個(gè)位可以由軟件分別配置成多種模式。

• 輸入浮空

• 輸入上拉

• 輸入下拉

• 模擬輸入

• 開(kāi)漏輸出

• 推挽式輸出

• 推挽式復(fù)用功能

• 開(kāi)漏復(fù)用功能

每個(gè)I/O端口位可以自由編程，然而必須按照32位字訪問(wèn)I/O端口寄存器(不允許半字或字節(jié)訪 問(wèn))。GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器允許對(duì)任何GPIO寄存器進(jìn)行讀/更改的獨(dú)立訪問(wèn)。這 樣，在讀和更改訪問(wèn)之間產(chǎn)生IRQ時(shí)不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。

圖1 I/O端口位的基本結(jié)構(gòu)

圖2 端口位配置表

圖3 輸出模式位

二、通用I/O(GPIO)

復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開(kāi)啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式(CNFx[1:0]=01b， MODEx[1:0]=00b)。 復(fù)位后，JTAG引腳被置于輸入上拉或下拉模式：

• PA15：JTDI置于上拉模式

• PA14：JTCK置于下拉模式

• PA13：JTMS置于上拉模式

• PB4： JNTRST置于上拉模式

當(dāng)作為輸出配置時(shí)，寫(xiě)到輸出數(shù)據(jù)寄存器上的值(GPIOx_ODR)輸出到相應(yīng)的I/O引腳?？梢砸酝仆炷Ｊ交蜷_(kāi)漏模式(當(dāng)輸出0時(shí)，只有N-MOS被打開(kāi))使用輸出驅(qū)動(dòng)器。

輸入數(shù)據(jù)寄存器(GPIOx_IDR)在每個(gè)APB2時(shí)鐘周期捕捉I/O引腳上的數(shù)據(jù)。

所有GPIO引腳有一個(gè)內(nèi)部弱上拉和弱下拉，當(dāng)配置為輸入時(shí)，它們可以被激活也可以被斷開(kāi)。

三、單獨(dú)的位設(shè)置或位清除

當(dāng)對(duì)GPIOx_ODR的個(gè)別位編程時(shí)，軟件不需要禁止中斷：在單次APB2寫(xiě)操作里，可以只更改 一個(gè)或多個(gè)位。

這是通過(guò)對(duì)“置位/復(fù)位寄存器”(GPIOx_BSRR，復(fù)位是 GPIOx_BRR)中想要更改的位寫(xiě)’1’來(lái) 實(shí)現(xiàn)的。沒(méi)被選擇的位將不被更改。

四、外部中斷/喚醒線

所有端口都有外部中斷能力。為了使用外部中斷線，端口必須配置成輸入模式。

五、復(fù)用功能（AF）

使用默認(rèn)復(fù)用功能前必須對(duì)端口位配置寄存器編程。

• 對(duì)于復(fù)用的輸入功能，端口必須配置成輸入模式(浮空、上拉或下拉)且輸入引腳必須由外部驅(qū)動(dòng)

• 對(duì)于復(fù)用輸出功能，端口必須配置成復(fù)用功能輸出模式(推挽或開(kāi)漏)。

• 對(duì)于雙向復(fù)用功能，端口位必須配置復(fù)用功能輸出模式(推挽或開(kāi)漏)。這時(shí)，輸入驅(qū)動(dòng)器被配置成浮空輸入模式。 如果把端口配置成復(fù)用輸出功能，則引腳和輸出寄存器斷開(kāi)，并和片上外設(shè)的輸出信號(hào)連接。 如果軟件把一個(gè)GPIO腳配置成復(fù)用輸出功能，但是外設(shè)沒(méi)有被激活，它的輸出將不確定。

六、軟件重新映射I/O復(fù)用功能

為了使不同器件封裝的外設(shè)I/O功能的數(shù)量達(dá)到最優(yōu)，可以把一些復(fù)用功能重新映射到其他一些 腳上。這可以通過(guò)軟件配置相應(yīng)的寄存器來(lái)完成(參考AFIO寄存器描述)。這時(shí)，復(fù)用功能就不再映射到它們的原始引腳上了。

七、GPIO 鎖定機(jī)制

鎖定機(jī)制允許凍結(jié)IO配置。當(dāng)在一個(gè)端口位上執(zhí)行了鎖定(LOCK)程序，在下一次復(fù)位之前，將 不能再更改端口位的配置。

八、輸入配置

當(dāng)I/O端口配置為輸入時(shí)：、

• 輸出緩沖器被禁止

• 施密特觸發(fā)輸入被激活

• 根據(jù)輸入配置(上拉，下拉或浮動(dòng))的不同，弱上拉和下拉電阻被連接

• 出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)在每個(gè)APB2時(shí)鐘被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器

• 對(duì)輸入數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問(wèn)可得到I/O狀態(tài)

下圖給出了I/O端口位的輸入配置

九、輸出配置

當(dāng)I/O端口被配置為輸出時(shí)：

• 輸出緩沖器被激活

  • 開(kāi)漏模式：輸出寄存器上的’0’激活N-MOS，而輸出寄存器上的’1’將端口置于高阻狀態(tài)(PMOS從不被激活)。

  • 推挽模式：輸出寄存器上的’0’激活N-MOS，而輸出寄存器上的’1’將激活P-MOS。

• 施密特觸發(fā)輸入被激活

• 弱上拉和下拉電阻被禁止

• 出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)在每個(gè)APB2時(shí)鐘被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器

• 在開(kāi)漏模式時(shí)，對(duì)輸入數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問(wèn)可得到I/O狀態(tài)

• 在推挽式模式時(shí)，對(duì)輸出數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問(wèn)得到最后一次寫(xiě)的值

下圖給出了I/O端口位的輸出配置

十、復(fù)用功能配置

當(dāng)I/O端口被配置為復(fù)用功能時(shí)：

• 在開(kāi)漏或推挽式配置中，輸出緩沖器被打開(kāi)、

• 內(nèi)置外設(shè)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)輸出緩沖器(復(fù)用功能輸出)

• 施密特觸發(fā)輸入被激活

• 弱上拉和下拉電阻被禁止

• 在每個(gè)APB2時(shí)鐘周期，出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器

• 開(kāi)漏模式時(shí)，讀輸入數(shù)據(jù)寄存器時(shí)可得到I/O口狀態(tài)

• 在推挽模式時(shí)，讀輸出數(shù)據(jù)寄存器時(shí)可得到最后一次寫(xiě)的值

下圖給出了復(fù)用功能配置

十一、模擬輸入配置

當(dāng)I/O端口被配置為模擬輸入配置時(shí)：

• 輸出緩沖器被禁止；

• 禁止施密特觸發(fā)輸入，實(shí)現(xiàn)了每個(gè)模擬I/O引腳上的零消耗。施密特觸發(fā)輸出值被強(qiáng)置 為’0’；

• 弱上拉和下拉電阻被禁止；

• 讀取輸入數(shù)據(jù)寄存器時(shí)數(shù)值為’0’。

下圖示出了I/O端口位的高阻抗模擬輸入配置：

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