睿兴RX32S11参考手册：https://www.rxtek-icore.com/media/upload/2024/3/RX32S11_Reference_Manual_V2.pdf

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GPIO的特性

每个通用 I/O 都有以下寄存器：

• 1 个 16 位  端口功能配置寄存器（GPIOx_IOCFG）
• 1 个 16 位  端口数据寄存器 （GPIOx_PTDAT）
• 1 个 32 位  端口上下拉配置寄存器（GPIOx_PUPDN）和
• 1 个 16 位  端口复位寄存器 （GPIOx_PTCLR）

所有 GPIO 共用以下寄存器：

•  1 个 16 位端口高阻态控制寄存器（GPIOx_HIIPM）
•  2 个 复用功能配置寄存器（GPIOx_AFCFG1 和 GPIOx_AFCFG2）

GPIO功能：

• 浮空输入
• 上拉输入
• 下拉输入
• 模拟输入

• 开漏输出
• 推挽输出
• 复用开漏输出
• 复用推挽输出

每个 I/O 端口位可以自由编程

I/O 端口寄存器支持字、半字或字节访问。

GPIO默认状态

        所有I/O端口默认不启用复用功能，仅作为普通GPIO，默认被配置成浮空输入模式。

        调试接口的引脚默认被置于复用模式，也就是调试功能：

• PA0（SWIO）：浮空输入，用于双向数据信号（SWDIO）。

• PA1（SWCLK）：浮空输入，用于时钟信号（SWCLK）。

 I/O 引脚的多路复用

        芯片的 I/O 引脚通常数量有限，但芯片内部可能有多个外设模块（如 UART、SPI、I2C、PWM 等），每个外设都需要占用一些引脚。

        为了在有限的引脚上支持更多功能，芯片采用 多路复用（Multiplexing） 机制，即 一个物理引脚可以切换连接到不同的内部外设，但 同一时间只能连接一个功能。

      每个 I/O 引脚都有一个独立的多路复用器（MUX）， 它相当于一个电子开关，可以选择将引脚连接到 某个外设功能 或 普通 GPIO，同一时间只能选择其中一种功能。

        多路复用器（MUX）默认选在复用功能 0（SEL0），可以通过 GPIOx_IOCFG 寄存器将 I/O 配置成复用功能模式。

        多路复用器（MUX）可以通过 GPIOx_AFCFG1 和 GPIOx_AFCFG2 进行控制，选择不同的复用功能。

        该芯片不仅支持 固定引脚复用（通过 GPIOx_AFCFG 选择功能），还支持 外设功能动态映射到不同引脚，这在小型封装（如 QFN32、TSSOP20）中尤为重要。

要将 I/O 配制成所需的复用功能，请按照以下步骤操作：

1、调试接口处理：在芯片复位后，会将调试引脚指定为专用引脚，可供调试器立即使用。

2、GPIO基础配置：使用 GPIOx_IOCFG 寄存器将所需的 I/O 配置为 GPIO 或功能 PIN。

3、外设复用配置：

– 使用 GPIOx_AFCFG1 或 GPIOx_AFCFG2 将 I/O 连接到指定的复用功能上。

– 使用 GPIOx_PTDIR，GPIOx_PUPDN 和 GPIOx_PTDAT 寄存器分别配置方向、上拉/下拉和 数据输入输出。

– 使用 GPIOx_IOCFG 寄存器将 I/O 配置为复用模式。

I/O 端口控制寄存器

每个 GPIO 端口有 2 个 32 位内存映射控制寄存器（GPIOx_AFCFG 和 GPIOx_PUPDN）

1. GPIOx_AFCFG (Alternate Function Configuration Register)

• 功能：用于配置I/O口的复用功能

• 位数：32位

• 控制能力：最多可配置10个I/O口

• 作用：每个I/O口可以通过该寄存器设置为特定的复用功能（如UART、SPI、I2C等外设功能）

2. GPIOx_PUPDN (Pull-up/Pull-down Configuration Register)

• 功能：用于配置I/O口的上拉/下拉电阻

• 位数：32位

• 控制能力：最多可配置10个I/O口

• 作用：

  • 可以选择是否启用上拉/下拉电阻

  • 可以配置输入方向时的上拉/下拉状态

  • 可以配置输出方向时的驱动特性（如果支持）

I/O 端口数据寄存器

GPIOx_PTDAT 是一个 16 位内存映射数据寄存器，用于存储 GPIO 端口的输入/输出数据

GPIOx_PTDAT仅在端口配置为 GPIO 功能 或 支持数字输入的复用功能时有效

输出模式：可读可写

写入GPIOx_PTDAT寄存器的值会直接驱动引脚电平（如写1输出高，写0输出低）。

输入模式：只读

GPIOx_PTDAT寄存器会在每个APB时钟周期采样引脚的实际电平，从而实现实时读取外部信号。

I/O 复用功能输入/输出

        GPIOx_AFCFG1 和 GPIOx_AFCFG2 是用于 灵活配置 I/O 复用功能（Alternate Function, AF） 的寄存器，允许用户将不同的外设功能（如 UART、SPI、PWM 等）动态映射到指定的 GPIO 引脚。

多路复用控制：
        通过 GPIOx_AFCFG1 和 GPIOx_AFCFG2 两个寄存器，每个 I/O 引脚可以独立选择 多种外设功能

输入/输出共用通道：
        对同一 I/O 引脚，复用功能的 输入和输出路径 共享同一个 AF 选择信号（即无需单独配置输入/输出方向，由外设自动管理）。

外部中断/唤醒线

        部分 GPIO 端口支持 外部中断（EXTI, External Interrupt） 功能

外部中断功能适用场景：

• 按键检测（边沿触发）

• 传感器信号监测（如红外、霍尔传感器）

• 低功耗模式下唤醒 MCU（如 RTC 闹钟、外部事件唤醒）

要使用外部中断功能，需要将端口配置为输入模式。

GPIO 输入模式配置

当 I/O 端口被配置为输入模式 时，其内部电路行为如下

1、输出缓冲区禁用

2、施密特触发器输入激活

3、由 GPIOx_PUPDN 寄存器配置上拉和下拉电阻：
• 上拉：引脚默认高电平
• 下拉：引脚默认低电平
• 浮空：无电阻（需外部驱动）

4、每个 APB 时钟周期，引脚电平被采样到输入数据寄存器（GPIOx_PTDAT）。

5、通过读取 GPIOx_PTDAT 获取当前引脚状态（0 或 1）。

GPIO 输出模式配置

当 I/O 端口被配置为输出模式 时，

1、输出缓冲区已启用：

2、若是开漏模式（P-MOS 未被开启）：

• 输出寄存器中的“0”开启 N-MOS → 输出低电平
• 输出寄存器中的“1”使端口处于 Hi-Z 状态 → 输出高阻态(Hi-Z)

3、若是推挽模式：

• 输出寄存器中的“0”开启 N-MOS → 输出低电平
• 输出寄存器中的“1”开启 P-MOS → 输出高电平

4、施密特触发器输入激活