STM32系统结构图理解及GPIO学习笔记

一、STM32系统结构图

STM32主系统主要由四个驱动单元和四个被动单元构成。

四个驱动单元是：（图中②③④）①内核DCode总线 ②系统总线 ③通用DMA1 ④通用DMA2

四个被动单元是：（图中⑥⑦⑧⑨）①AHB到APB的桥：连接所有的APB设备 ②内部flash闪存 ③内部SRAM ④FSMC

下面是图中几个总线的知识：

①ICode总线：该总线将M3内核指令总线和闪存指令接口相连，指令的预取在该总线上面完成。

②DCode总线：该总线将M3内核的DCode总线与闪存存储器的数据接口相连接，常量加载和调试访问在该总线上面完成。

③系统总线：该总线连接M3内核的系统总线到总线矩阵，总线矩阵协调内核和DMA间访问。

④DMA总线：该总线将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相连，总线矩阵协调CPU的DCode和DMA到SRAM，闪存和外设的访问。

⑤总线矩阵：总线矩阵协调内核系统总线和DMA主控总线之间的访问仲裁，仲裁利用轮换算法。

⑥AHB/APB桥：这两个桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接，APB1操作速度限于36MHz，APB2操作速度全速（72MHz）。

下面是图中其他几个端口及外设的的知识：

①Cortex-M3内核：它是STM32F103的内核，也就是CPU。除掉这个部件，其他部件都是片上外设，注意是片上的，也就是那块我们肉眼所见的芯片里的外设。这个部件可以操纵队列，依靠的是强大的数字运算能力和强大的总线设计。在阵列中，数据的运算都它给来做。

②Bus-Matrix：Bus-Matrix的功能是管理总线。在阵列中，方阵Bus-Matrix作为中建管理，减少了资源的浪费，增加了系统的简洁有序性，降低了信息传输的错误率。

③FLASH：来记载指令和常量。(我们都知道程序下载到Flash里后是掉电不失去的。)

④SRAM：处理变量和堆栈记录，且变量更改方便快速。(我们都知道SRAM是掉电丢失的，但是数据读写真的很快。)

⑤RCC：用于管理外设方阵的作息(在STM32里，我们要使用某个片上外设，都得先开RCC。)

⑥SDIO：Flash和SRAM的能力有限，而SD卡的容量很大，SDIO就是专门用来与SD卡沟通的接口。

参考网址：https://blog.csdn.net/qq_38958704/article/details/105091457 https://www.cnblogs.com/kensporger/p/12252612.html

二、STM32的GPIO端口知识要点

GPIO：General Purpose Input & Output

STM32芯片最拥有GPIOA、GPIOB…GPIOG等7组端口，每组端口最多拥有Pin0、Pin1…Pin15共16个引脚。

STM32的每个I/O端口都可以自由编程，但I/O端口寄存器必须按32位字被访问。STM32的每个I/O端口都由7个寄存器来控制。

STM32的GPIO端口可以由软件配置成8种模式：

推挽输出、开漏输出、推挽式复用功能、开漏式复用功能；

模拟输入、浮空输入、下拉输入、上拉输入。

GPIO电平输出HAL库函数

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);参数1：GPIOx，端口号，如：GPIOB,GPIOF。
参数2：GPIO_Pin，引脚号，如：GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_12。
参数3：PinState，引脚输出状态。高电平----GPIO_PIN_SET；低电平----GPIO_PIN_RESET。
返回值：void，空。

应用举例：向PB8引脚输出高电平。
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);

GPIO电平翻转HAL库函数

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx,  uint16_t GPIO_Pin);参数1：GPIOx，端口号，如：GPIOB,GPIOF。
参数2：GPIO_Pin，引脚号，如：GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_12。
返回值：void，空。

应用举例：将PA3引脚输出电平翻转。
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_3);

GPIO初始化函数源码剖析

void MX_GPIO_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/* GPIO端口时钟使能 */__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();/*配置GPIO端口引脚的初始化输出电平 */HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);/*配置GPIO端口输入引脚 : PC13 */GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;              //GPIO端口的引脚号是：13GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;         //GPIO的模式是：输入GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;          //没有上拉HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);   //将参数结构设置到GPIOC端口/*配置GPIO端口输出引脚 : PB8 PB9 */GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;    //GPIO端口的引脚号是：8和9GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;    //GPIO的模式是：输出GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;        //没有上拉GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;     //GPIO的输出速度是：非常低速HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);     //将参数结构设置到GPIOB端口
}

参考网址：https://www.xmf393.com/2020/02/16/2020021602/