【STM32】引脚配置—F1与F4系列
目录
一、stm32的GPIO模式简介
1、输入模式
2、输出模式
3、复用模式
各形式说明：
二、GPIO配置
2、外设使能函数及选择
关于使能函数的选择
3、完整的GPIO初始化步骤
（1）用作普通IO
（2）作为复用IO（以串口为例）
三、关于引脚的0、1输出操作
1、单一引脚的操作函数：
2、同时对多个引脚操作函数：
一、stm32的GPIO模式简介
stm32的GPIO引脚共有输入、输出和复用三种模式，每种模式又有多种使用形式：
1、输入模式
a.输入上拉
b.输入下拉
c.输入浮空
d.模拟输入
2、输出模式
a.开漏输出
b.推挽输出
3、复用模式
a.推挽式复用
b.开漏式复用
各形式说明：
上拉：GPIO通过上拉电阻接到VCC，即高电平；
下拉：GPIO通过下拉电阻接到GND，即低电平；
浮空：GPIO不上拉也不下拉，处于浮空状态（浮空状态的高低电平不稳定，一般不浮空）；
模拟：用作模拟量输入，模数转换（ADC）时的模拟量输入。
推挽输出：既可以输出高电平也可以输出低电平，驱动能力强；
开漏输出：输出低电平时引脚接地，无法真正输出高电平，即高电平时没有驱动能力，需要外接上拉电阻；这种方式适合在连接的外设电压比单片机电压低的时候。同时能读取IO口状态。
复用：GPIO可以用作其他功能引脚，例如复用为串口、SPI等，每个引脚可复用的功能不同，具体需查看芯片手册引脚定义章节。
二、GPIO配置
stm32的引脚配置相关库函数及定义在”.c”和”.h”(F4系列:”.c”和”.h”)这两个文件里面。要使用相关外设就必须要使能，关于使能的库函数及定义在”.c”和”.h”(F4系列:”.c”和”.h”)里面。
1、GPIO初始化函数
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);函数有两个参数，GPIOx则是哪组GPIO（GPIOA、GPIOB、GPIOB……），第二个参数则是一个结构体变量，该结构体成员如下（在.h头文件中找到）：
F10x系列：
typedef struct
{uint16_t GPIO_Pin; /*引脚号选择，多个引脚时用|隔开，GPIO_Pin_0---15*/GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; /*速率选择*/GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; /*模式选择*/
}GPIO_InitTypeDef;F4xx系列：
typedef struct
{uint32_t GPIO_Pin; /*引脚号选择,多个引脚时用|隔开，GPIO_Pin_0---15*/GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; /*模式选择*/GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; /*速率选择*/GPIOOType_TypeDef GPIO_OType; /*输出类型，推挽输出、开漏输出，如为输入模式则去掉该项*/GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd; /*上拉下拉选择*/
}GPIO_InitTypeDef;对结构体成员赋值即可完成该引脚的配置，而每个成员又是一个枚举变量，因此我们只需选择其中一个枚举值进行赋值即可，相关的枚举值在_gpio.h头文件里能找到。
2、外设使能函数及选择
（关于使能函数的选择，本人有幸体会过找错函数的尴尬：那是一个课堂上，需要点亮一个LED的简单任务，就因为选错了使能函数使得LED不能点亮，不断更改程序都无果，以致于使我觉得是板子的问题，于是叫来了助教，助教一眼就看出我的使能函数错了，我******这段话是个废话）
不同外设的使能函数不同，不同系列芯片同种外设的使能函数也有差异，这与芯片内部构造有关。在".h"(F4系列：”.h”)头文件中可以找到多种使能函数：
void RCC_AHB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB1Periph, FunctionalState NewState);void RCC_AHB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB2Periph, FunctionalState NewState);void RCC_AHB3PeriphClockCmd(uint32_t RCC_AHB3Periph, FunctionalState NewState);void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);函数都有两个参数，第一个参数是外设，第二个参数是新状态（使能()或不使能()）。既然不同外设的使能函数不同，那么怎么选择函数呢？
关于使能函数的选择
这里介绍两种本人常用方法（当然记住最好）：
第一种方法：
在".c"源文件中找到该函数，在函数的上面就有介绍，例如：找到介绍有, ，就说明该函数就是使能复用（AFIO）及GPIOA外设的。
第二种方法：
在”.h”头文件中找相关参数定义。例如：要使能GPIOA；则找到这个，对照前面的APB2就知道要找的函数为：
void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState);3、完整的GPIO初始化步骤 （1）用作普通IO
a、首先使能外设时钟
/*Stm32f10x*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);//使能PC,PD端口时钟/*Stm32f4xx*/
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//使能GPIOF时钟b、调用void ();初始化引脚
()函数的入口参数为结构体变量，所以先要定义一个结构体变量并赋值，然后调用void ()完成初始化：
/*Stm32f10x*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体变量
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; //C13端口
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOC.13/*Stm32f4xx*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体变量
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //F9、10端口
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; //普通输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure); //初始化c、完整的初始化程序
/*Stm32f10x*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体变量，变量要在程序之前定义
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); //使能PC,PD端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; //C13端口
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOC_13/*Stm32f4xx*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体变量
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); //使能GPIOF时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOF9,F10初始化设置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; //普通输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure); //初始化（没学结构体之前学的stm32，在看到这里时并不理解，只能照着做，学完结构体以及相关知识后再看这里豁然开朗，这句也是个废话）
（2）作为复用IO（以串口为例）
步骤与普通IO的一致，还需使能复用功能。
IO选择为复用时，F1系列 只需在结构体成员的模式种选择，F4系列需要另外调用函数：
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1由此可以看出F4系列的IO可以复用的功能更多，IO复用功能更强大。
完整的初始化程序：
/*Stm32f10x*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA时钟//USART1_TX GPIOA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA.9//USART1_RX GPIOA.10初始化GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //PA10GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化GPIOA.10 /*Stm32f4xx*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); //使能USART1时钟//串口1对应引脚复用映射GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1//USART1端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHzGPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10三、关于引脚的0、1输出操作 1、单一引脚的操作函数：
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin); //置位
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);//复位置位即置1，引脚输出高电平；复位即置0，引脚输出低电平。
函数第一个参数GPIOx为哪一组GPIO，第二个参数为哪一个引脚。例如对PA0操作：
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //PA0置0
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); //PA0置12、同时对多个引脚操作函数：
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);该函数可对一组GPIO进行操作，每一组通常有16个引脚，对应16位二进制数。
第一个参数GPIOx为哪一组GPIO，第二个为一个16位的二进制数，分别对应16个引脚的输出值。例如：
GPIO_Write(GPIOA, 0xFFFF); //0xFFFF = 1111 1111 1111 1111//GPIOA的所有引脚都输出1。
