一 STM32种GPIO外设相关的寄存器

中文手册---通用IO---GPIO寄存器：

中文手册187页：

1.端口模式寄存器

引脚编号：0~15 引脚对应的比特位 ：位2y : 2y +1 （一个引脚会占两个比特位）

eg：要设置GPIO引脚的第5个引脚的端口模式为 输出模式（01） 所以第5个引脚对应的比特位为 ： 10和11 所以将第10位比特位设置为0，将第11位比特位设置为1（因为是从右往左数）

2.输出类型寄存器

3.输出速度寄存器

速度越快，功耗越高，信号越容易被干扰

4.上下拉寄存器

5.输出数据寄存器

6.输入数据寄存器

输入模式下的引脚的输入数据只能只读，不能设置 通过读取引脚的数据数据来判断是高电平还是低电平：

//循环读取PA5状态 
while (1) 
{ 
    uint32_t temp = GPIOA_IDR & (1 << 5); // 提取第5位 
    if (temp != 0) 
    { 
        state = 1; // 高电平 
    }
     else 
    { 
        state = 0; // 低电平 
    } 

}

二 寄存器实际地址公式

寄存器实际地址公式：

寄存器实际地址 = 寄存器起始地址 + 对应寄存器的偏移地址

eg：端口模式寄存器的实际地址 = 端口模式寄存器的起始地址 + 它的偏移地址 #define GPIOF_MODER *((volatile unsigned int *) ( 0x40021400 + 0x00 )) (1)因为( 0x40021400 + 0x00 )只是地址的值，需要强转再解引用*，才是我们需要的地址 (2)并且加上volatile关键字，避免被优化

1.寄存器起始地址

中文手册P52

2.寄存器偏移地址

（1）RCC

从设备树图中的可以看出GPIO引脚都是挂在AHB1总线上：

所以RCC时钟的地址为：

RCC时钟寄存器的起始地址 ：0x40023800 RCC时钟寄存器的偏移地址：RCC_AHB1ENR 0x30

（2）GPIO

中文参考手册中的---通用IO章节----GPIO寄存器

eg：工作模式的寄存器

偏移地址为 0x00

RCC时钟寄存器的起始地址 ：0x40023800 
RCC时钟寄存器的偏移地址：RCC_AHB1ENR 0x30 
GPIO寄存器起始地址： 0x40021400 
GPIO工作模式偏移地址： 0x00 
GPIO输出类型偏移地址： 0x04 
GPIO输出速度偏移地址： 0x08 
GPIO上下拉模式偏移地址：0x0C 
GPIO输出电平偏移地址： 0x14 

计算后的实际寄存器地址： 
使能RCC时钟的寄存器实际地址： 0x40023800+0x30 
GPIO工作模式寄存器的实际地址： 0x40021400+0x00 
GPIO输出类型寄存器的实际地址： 0x40021400+0x04 
GPIO输出速度寄存器的实际地址： 0x40021400+0x08 
GPIO上下拉模式寄存器的实际地址： 0x40021400+0x00 
GPIO输出电平寄存器的实际地址： 0x40021400+0x14

三 LED灯的工作原理

1.电路原理图：

芯片要给LED低电平，它才会亮

2.对应的GPIO引脚

D1-----LED0---------PF9

D2-----LED1---------PF10

D3-----FSMC D10-----PE13

D4-----FSMC D11-----PE14

四 点亮LED灯需要设置的模式

根据LED的工作原理，需要得到低电平，所以需要设置GPIO引脚：

设置GPIO引脚：

1.端口模式：输出模式

2.输出类型：推挽模式（因为开漏模式只能被动输出低电平，推挽模式可以输出高低电平）

3.输出速度：低速或高速

4.上下拉电阻：不加（因为是推挽模式）

5.输出数据：低电平

五 设置功能时进行的位操作

1.因为修改某个比特位的值不能印象别的比特位的值，所以用运算符 位或 | =

进行位移设置引脚功能

因为可以由下面看出，不管原来是0还是1，位或 |= 上1后都能保证结果为1

2.进行位移之前必须清空引脚 用 位与 &= ，再取反~

eg：想要向PF9的18 19比特位进行位操作的话，应该先将这两位清0，这样才能达到效果 而这两个比特位转换为二进制就是0011，再转换为十六进制就是0x03 所以例如：清空PF9的18和19比特位的话就是： GPIOF_MODER &= ~( 0x03 << 18 ); 一个引脚两个比特位--->0011----->0x03 所以清空18比特位就可以一起清空19

六 步骤

总步骤：

1.宏定义GPIO的RCC时钟和需要配置的GPIO功能的寄存器

2.使能GPIO的RCC时钟

3.设置GPIO引脚的参数：

        (1)设置端口模式GPIOF_MODER：输出模式

        (2)设置输出类型GPIOF_OTYPE：推挽输出

        (3)设置输出速度GPIOF_SPEED：低速或中速

        (4)设置上下拉电阻GPIOF_PUPD：浮空模式（无上下拉电阻）

        (5)设置输出电平GPIOF_ODR：低电平

详细步骤：

1.宏定义GPIO的RCC时钟和需要配置的GPIO功能的寄存器

因为根据公式算出来的只是寄存器地址的值，而我们要用的是这个地址，
所以要进行强转 并加上volatile关键字：防止被优化 
#define RCC_AHB1EN *( (volatile unsigned int *)(0x40023800+0x30) ) //RCC使能时钟 
#define GPIOF_MODER *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x00) ) //端口模式 
#define GPIOF_OTYPE *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x00) ) //输出类型 
#define GPIOF_SPEED *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x00) ) //输出速度 
#define GPIOF_PUPD *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x00) ) //上下拉模式 
#define GPIOF_ODR *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x00) ) //输出电平

2.使能GPIO的RCC时钟

因为它是一个比特位，不管原来是0还是1，位或 |= 上1后 都变成1，所以不需要清空

RCC_AHB1EN |= (1<<5); //使能GPIOF的设备时钟

3.设置GPIO引脚的参数：

(1)设置端口模式GPIOF_MODER：输出类型

根据手册，PF9引脚对应的比特位是18和19，所以要设置这两个比特位才能设置对应的端口模式

我们需要设置为输出模式，所以将18比特位置1（输出模式是置1）左移18位，然后再位或

GPIOF_MODER &= ~(0x03<<18); //先清空引脚 
GPIOF_MODER |= (1<<18); //设置PF9工作模式为 输出模式

(2)设置输出类型GPIOF_OTYPE：推挽输出

因为推挽模式是置0，清空了之后那两个比特位就已经是0了，所以不用再置0了

GPIOF_OTYPE &= ~(1<<9); //设置PF9输出类型为 推挽模式

(3)设置输出速度GPIOF_SPEED：低速或中速

点亮LED灯只需要低速或者中速就可以了，不然速度越高越不稳定，我们可以设置为50HZ

50hz是将18和19比特位设置为10，所以是将19位（从右往左数）置1（左移19位）

GPIOF_SPEED &= ~(0x03<<18); //先清空 
GPIOF_SPEED |= (1<<19); //设置输出速度为 50MHz

(4)设置上下拉电阻GPIOF_PUPD：浮空模式（无上下拉电阻）

因为浮空模式是置0，清空了之后那两个比特位就已经是0了，所以不用再置0了

GPIOF_PUPD &= ~(0x03<<18); //设置PF9上下拉模式为 浮空电路

(5)设置输出电平GPIOF_ODR：低电平

因为低电平是置0，清空了之后那两个比特位就已经是0了，所以不用再置0了

GPIOF_ODR &= ~(1<<9); //清空就等于置0

七 完整代码示例

#include <STM32F4xx.h>

/*------------------------------------------------------------
 端口模式寄存器的实际地址 = 端口模式寄存器的起始地址 + 它的偏移地址

对应引脚：
D1-----LED0---------PF9
D2-----LED1---------PF10
D3-----FSMC D10-----PE13
D4-----FSMC D11-----PE14

总线：
GPIO---AHB1

*/


    //1.宏定义GPIO的RCC时钟和需要配置的GPIO功能的寄存器
#define RCC_AHB1EN   *( (volatile unsigned int *)(0x40023800+0x30) )  //RCC使能时钟
#define GPIOF_MODER  *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x00) )  //端口模式
#define GPIOF_OTYPE  *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x04) )  //输出类型
#define GPIOF_SPEED  *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x08) )  //输出速度
#define GPIOF_PUPD   *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x0C) )  //上下拉模式
#define GPIOF_ODR    *( (volatile unsigned int *)(0x40021400+0x14) )  //输出电平
    

int main()
{
    //2.使能GPIO的RCC时钟
    RCC_AHB1EN   |= (1<<5); 

    //3.设置GPIO引脚的参数：
        //(1)设置端口模式GPIOF_MODER：输出模式
        GPIOF_MODER  &= ~(0x03<<18);    //先清空引脚
        GPIOF_MODER  |= (1<<18);  
        
        //(2)设置输出类型GPIOF_OTYPE：推挽输出
        GPIOF_OTYPE &= ~(1<<9);      
    
        //(3)设置上下拉电阻GPIOF_PUPD：浮空模式（无上下拉电阻）
        GPIOF_PUPD &= ~(0x03<<18);  
    
        //(4)设置输出速度GPIOF_SPEED：50MHz    
        GPIOF_SPEED &= ~(0x03<<18);     //先清空
        GPIOF_SPEED |= (1<<19);    
    
        //(5)设置输出电平GPIOF_ODR：低电平
        GPIOF_ODR  &= ~(1<<9);  //清空就等于置0
    
        while(1)
        {
            
        }
    
}