STM32F103学习笔记（1）掌握GPIO操作—输出模式(推挽/开漏)

输出模式（推挽/开漏）详细说明

GPIO 引脚经过两个保护二极管后就分成两路，上面一路是“输入模式”，下面一路是“输出模式,输出模式，线路经过一个由 P-MOS 和 N-MOS 管组成的单元电路，这让 GPIO 引脚具有了推挽和开漏两种输出模式.

推挽模式时双 MOS 管以推挽方式工作，输出数据寄存器GPIOx_ODR 可控制 I/O 输出高低电平。输入一个高电平时，P-MOS 管导通，N-MOS 管截止，对外输出高电（3.3V）。输入一个低电平时，P-MOS 管截止，N-MOS 管导通，对外输出低电平（0V）.当切换输入高低电平时，两个 MOS 管将轮流导通，一个负责灌电流（电流输出到负载），一个负责拉电流（负载电流流向芯片），使其负载能力和开关速度都比普通的方式有很大的提高

开漏模式时，不论输入是高电平还是低电平，P-MOS 管总处于关闭状态。只有 N-MOS 管工作，输出数据寄存器可控制 I/O 输出高阻态或低电平。输入低电平时，N-MOS 管导通，输出即为低电平。当输入高电平时，N-MOS 管截止，引脚状态处于高阻态。因此想让引脚输出高电平，那么引脚必须外接一个上拉电阻，由上拉电阻提供高电平。具有"线与"功能即多个开漏输出模式的引脚接在一起，只要有一个引脚为低电平，其他所有管脚都为低

通用：输出速度可配置，有 2MHz\25MHz\50MHz 的选项。此处的输出速度即 I/O 支持的高低电平状态最高切换频率，支持的频率越高，功耗越大，如果功耗要求不严格，把速度设置成最大即可。
总结：开漏输出模式一般应用在 I2C、SMBUS 通讯等需要“线与”功能的总线电路中。推挽输出模式一般应用在需要较强的输出高电平时的驱动能力的场合。除了必须要用开漏输出模式的场合，我们一般选择推挽输出模式

1、GPIO时钟使能开启,(操作RCC寄存器)

1、查找外设挂接地址

要使能GPIO时钟我们必须知道它在哪条总线上，下面我们按图索骥：

ARM 将4GB 的存储器空间，平均分成了 8 块区域，每块区域的大小是 512MB，
图1

图2

在这 8 个 Block 里面，Block0、Block1 和 Block2 这 3 个块是我们最为关心的。因为它包含了 STM32 芯片的内部 Flash、RAM 和片上外设

查看图1或图2，我们知道片上外设在Block 2区域，Block2 用于设计片内外设，根据外设总线速度的不同，Block2 被划分为 AHB 和 APB 两部分，APB 又被分成 APB1 和 APB2 总线
图3
图4

查看图3和图4，我们根据地址范围，至此可以知道所有GPIO都在APB2上，因此我们使能APB2 外设时钟

2、APB2 外设时钟使能

图5

函数名：
void RCC_APB2PeriphClockCmd(u32 RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)
功能：使能或者失能 APB2 外设时钟
RCC_APB2Periph函数参数取值范围：
RCC_APB2Periph_AFIO ——功能复用 IO 时钟
RCC_APB2Periph_GPIOA —— GPIOA 时钟
RCC_APB2Periph_GPIOB ——GPIOB 时钟
RCC_APB2Periph_GPIOC —— GPIOC 时钟
RCC_APB2Periph_GPIOD —— GPIOD 时钟
RCC_APB2Periph_GPIOE ——GPIOE 时钟
RCC_APB2Periph_ADC1 ——ADC1 时钟
RCC_APB2Periph_ADC2 ——ADC2 时钟
RCC_APB2Periph_TIM1 ——TIM1 时钟
RCC_APB2Periph_SPI1 ——SPI1 时钟
RCC_APB2Periph_USART1 ——USART1 时钟
RCC_APB2Periph_ALL ——全部 APB2 外设时钟
NewState函数参数取值范围：
ENABLE 或者 DISABLE
示例：使能GPIOB时钟

 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

2、配置GPIO初始化

下面是对GPIO的具体配置
图6：

重点函数
函数名： void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
功能：根据 GPIO_InitStruct 中指定的参数初始化外设 GPIOx 寄存器
GPIOx参数取值范围：x 可以是 A，B，C，D 或者 E，来选择 GPIO 外设
GPIO_InitStruct指针参数设置：
typedef struct
{
u16 GPIO_Pin; //管脚选择
GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; //设置选中管脚的速率
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; //管脚的工作状态
} GPIO_InitTypeDef;

示例

void LED_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体变量RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//GPIOE时钟使能开启//结构体参数配置GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5; //选择你要设置的IO口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//最高输出速率50MHZGPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//根据指定的参数初始化外设 GPIOx 寄存器}

3、操作GPIO

函数：
函数名：
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能：设置指定的数据端口位，（输出高电平）
GPIOx参数取值范围：A，B，C，D 或者 E
GPIO_Pin参数取值范围：GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合，多个 |
示例：

GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

函数名：
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, u16 GPIO_Pin)
功能：清除指定的数据端口位，（输出低电平）
GPIOx参数取值范围：A，B，C，D 或者 E
GPIO_Pin参数取值范围：GPIO_Pin_x(x 可以是 0-15)的任意组合，多个 |
示例

GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

4、推挽输出点亮led灯

除了主函数这样操作，其他的必要的.c .h也是必要的
GPIO外设的库文件：stm32f10x_gpio.c、 stm32f10x_gpio.h

#include "stm32f10x.h"
void delay(u32 i)
{while(i--);
}
void LED_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体变量RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//GPIOE时钟使能开启GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5; //选择你要设置的IO口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//最高输出速率50MHZGPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);}
int main()
{LED_Init();while(1){GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);//清除指定的数据端口位,给低电平delay(6000000);GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_5);//设置指定的数据端口位，给高电平delay(6000000);}
}