一、STM32的GPIO简介

1、GPIO简介

        GPIO，即General Purpose Input Output。是一种通用的数字输入/输出端口。在嵌入式系统中，GPIO被设计为灵活的引脚，可以被配置为输入或输出，以满足不同的应用需求。

2、STM32的GPIO

        对于不同的信号STM32芯片，有不同的GPIO数量:

        作者使用的是正点原子的探索者V2开发板，使用的芯片是STM32F407ZGT6。后续都以F4为例。

   根据STM32的I/O端口特性可通过软件将端口配置为多种模式：

1. 输入浮空
2. 输入上拉
3.  输入下拉
4. 模拟功能
5. 具有上拉或下拉功能的开漏输出
6. 具有上拉或下拉功能的推挽输出
7. 具有上拉或下拉功能的复用功能推挽
8. 具有上拉或下拉功能的复用功能开漏

3、8种模式对比

4、STM32 5V容忍I/O端口结构图

二、GPIO配置流程

1、开启GPIO时钟

//其中GPIOx改为对应的GPIO PORT,例如__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOx_CLK_ENABLE();

2、初始化GPIO

/*    在stm32f4xx_hal_gpio.h中有如下结构体定义：用来初始化GPIO
typedef struct {
    uint32_t Pin;     //引脚号
    uint32_t Mode;    //模式设置
    uint32_t Pull;     //上下拉设置
    uint32_t Speed;     //输出速度
    uint32_t Alternate;     //复用功能
} GPIO_InitTypeDef;
*/

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};


GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;     //GPIO引脚号，GPIO pins
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;    //模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;            //上下拉
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;    //GPIO翻转速度
HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);    //初始化GPIO

3、读/写GPIO

//写GPIO引脚电平，
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin,
                       GPIO_PinState PinState)   ;
//读取GPIO引脚电平值
GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
//GPIO电平翻转
void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

三、实战编程

1、GPIO输出

        要求：实现LED每500ms闪烁一次。正点原子探索者开发板的LED0接PF9引脚。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();


/*Configure GPIO pin : PF9*/
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;    //PF9
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;    //推挽输出模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;    //不上下拉
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;    //低速模式
HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);    //默认熄灭LED



while(1){
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, GPIO_PIN_9);    //电平翻转
        HAL_Delay(500);
}

2、GPIO输入

        要求：按键按下，LED0状态改变，即PF9电平翻转

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();


/*Configure GPIO pin : PA0*/
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;    //PA0
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;    //输入模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;    //上拉
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;    //低速模式
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

u8 state = 0;    //标记按键是否按下

while(1){
    if(state == 0){
        if(HAL_GPIO_ReaGPIO_PIN_SETdPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET){
            HAL_Delay(50);  //延时50ms消抖
            if(HAL_GPIO_ReaGPIO_PIN_SETdPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET){
                HAL_GPIO_TogglePin(GPIOF, GPIO_PIN_9);    //电平翻转
                state = 1;    //标记按键按下
             }
        }
    }else {
        if(HAL_GPIO_ReaGPIO_PIN_SETdPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){
            HAL_Delay(50);  //延时50ms消抖
            if(HAL_GPIO_ReaGPIO_PIN_SETdPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){
               state = 0;    //标记按键释放
            }
        }
    
}