STM32的GPIO的寄存器配置学习1

2024-03-28 10:13:28

本篇文章主要是学习以M3内核的STM32的GPIO的寄存器的配置，为什么要学习寄存器，而不利用库函数呢？我只能说为了让学的知识更加牢固吧！当然，你可以直接去利用库函数，但是如果你能认真读完本篇博客，你会对知识豁然开朗！加油吧！

STM32 的每个 IO 端口都有 7 个寄存器（如果还不懂寄存器是什么，请点击）来控制。他们分别是：配置模式的 2 个 32 位的端口配置寄存器 CRL 和 CRH；2 个 32 位的数据寄存器 IDR 和 ODR；1 个 32 位的置位/复位寄存器BSRR；一个 16 位的复位寄存器 BRR；1 个 32 位的锁存寄存器 LCKR；这里我们仅介绍常用的几个寄存器，我们常用的 IO 端口寄存器只有 4 个：CRL、CRH、IDR、ODR 。

可能罗列了这么多的寄存器，小白可能会一头蒙（心想，用的时候再找呗，我想说，那还不如直接记住，对吧，哈哈哈）接下来我会每一个介绍一下，然后会有一个程序说明，仔细看完文章吧！

一、CRL、CRH

STM32的每个 IO 口都可以*编程，但 IO 口寄存器必须要按 32 位字被编辑被访问（因为系统本身是32位），CRL 和 CRH 控制着每个 IO 口的模式及输出速率，只不过CRL是控制低8位的GPIO接口（GPIO0至GPIO7）；CRH是控制高8位的GPIO接口（GPIO8至GPIO15）。而配置一个CRL或CRH都需要4位（MODE+CNF共4位）控制一个IO口。

下面以 CRL （CRH同样）进行描述解析：（可以跳过看图，下面可以根据所写，在回过来看图）

注意：图*32位（是连续的呀，中间不是断的），MODE+CNF共4位用来控制一个IO口，可以配置GPIO0至GPIO7的IO口，

直接上例子，来说明问题：咱们来控制一个 PB5 为推挽输出（5是低7位中数呀，这时就需要使用CRL了），这时候需要看看上表中的信息了，从表中可以，如果想配置B系列的管脚5口为推挽输出，只需要将CNF5设置为00，将MODE5设置为11（此时设置的速率为最大，可以自己去选择）就可以了（简单吧，哈哈），那怎么写程序呢？首先明确的是要使用16进制写（不懂16进制请点击我的博客：C语言中数组的“那些事儿”），此时的情况就是：00 00 00 00 00 11 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00（注意这个是从高位到低写的），16进制也就是：0X00300000。

PB5管脚配置程序如下：

GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF；//清掉这个位原来的设置，同时也不影响其他位的设置

GPIOB->CRL|=0X00300000；//清掉完原来的设置，此时就可以设置PB5为推挽输出

同样，如果想配置PB8管脚为推挽输出呢？（8是高8位中的数呀，这时就需要使用CRH了），程序如下：

GPIOB->CRH&=0XFFFFFFF0；//清掉这个位原来的设置，同时也不影响其他位的设置

GPIOB->CRH|=0X00000003；//清掉完原来的设置，此时就可以设置PB8为推挽输出

简单吧，（如果还不懂，就从头再看一遍）

二、IDR、ODR

IDR 是一个端口输入数据寄存器，只用了低 16 位。该寄存器为只读寄存器，并且只能以16 位的形式读出，你如果要想知道某个 IO 口的状态，你只要读这个寄存器，再看某个位的状态就可以了，使用起来是还是比较简单的。

需要注意的是IDR这是个只读寄存器，是不能给它赋值的。举例的程序为：

GPIOA->IDR & 0x0001 //即为 PA1的电平状态，IDR寄存器的16位对应了该GPIO的P0-P15

ODR 是一个端口输出数据寄存器，也只用了低 16 位。该寄存器为可读写，从该寄存器读出来的数据可以用于判断当前 IO 口的输出状态。而向该寄存器写数据，则可以控制某个 IO 口的输出电平。

举例的程序为：

GPIOA->ODR =1>>13 //即为 PA13的电平状态，IDR寄存器的16位对应了该GPIO的P0-P15

GPIOA->ODR =1>>5 //即为 PA5的电平状态，IDR寄存器的16位对应了该GPIO的P0-P15

没错，你没有看错，这句程序按照格式是可以罗列的。

如果IDR、ODR想调用，举例就是如果想读出PA1的状态，赋值给PA13，程序如下（需要借助一个变量：先定义一个变量unsigned short temp）：

temp = GPIOA->IDR & 0x0001;

GPIOA->ODR = temp>>13;
如果看不懂，再看一下上面的内容（哈哈哈）

下面我通过书上找的控制GPIO的PB5和PE5的LED灯使其交替闪烁为例，设置步骤：
1. 使能相关时钟
2. 设置相应的 IO 口为输入或输出
3. 设置输入\输出的类型设置输出的速度
4. 设置上拉下拉寄存器
5. 通过复位置位寄存器和输入输出数据寄存器进行操作。

程序如下：（led.c）

#include "led.h"
//初始化 PB5 和 PE5 为输出口.并使能这两个口的时钟
//LED IO 初始化
void LED_Init(void)
{
   RCC->APB2ENR|=1<<3; //使能 GPIOB 时钟  APB2ENR是APB2总线上的外设时钟使能寄存器
   RCC->APB2ENR|=1<<6; //使能 GPIOE 时钟
   GPIOB->CRL&=0XFF0FFFFF;
   GPIOB->CRL|=0X00300000;//PB.5 推挽输出
   GPIOB->ODR|=1<<5; //PB.5 输出高
   GPIOE->CRL&=0XFF0FFFFF;
   GPIOE->CRL|=0X00300000;//PE.5 推挽输出
   GPIOE->ODR|=1<<5; //PE.5 输出高
}

程序如下：（led.h）

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "sys.h"
//LED 端口定义 为了简化程序，设置宏定义
#define LED0 PBout(5) 
#define LED1 PEout(5) 
void LED_Init(void); //初始化
#endif

主程序如下（main.c）

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"

int main(void)
 {
    Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置
    delay_init(72); //延时初始化
    LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
    while(1)
        {
           LED0=0;
           LED1=1;
           delay_ms(300);
           LED0=1;
           LED1=0;
           delay_ms(300);
        }
 }

附：程序中的APB2ENR 是 APB2 总线上的外设时钟使能寄存器：

使能的GPIOB 和GPIOE 的时钟使能位，分别在 bit3 和 bit6，只要将这两位置 1 就可以使能 GPIOB 和GPIOE 的时钟了（简单吧！）

好了，就介绍到这，其实主要是介绍学习的方法，如何去分析，学会后，就可以很快的去接触一款新的控制器芯片。本专栏为一列，请关注。

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