用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

2024-04-07 14:53:15

文章目录


前言：作为一个刚开始接触HALL库的小白，写了一点自己用hall库配置GPIO的方法以及GPIO的相关东西，供各位大佬看看。
废话不多说，进入主题。

一 .初始化GPIO

使用HAL库的优点在于不用手动添加初始化的代码了，CubeMX会根据软件设置自动生成,就在下图里面生成你想配置的GPIO及功能。
用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

而这个就是自动生成的HAL库GPIO初始化代码：

static void MX_GPIO_Init(void)
{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pin : PD11 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : PD12 PD13 PD14 PD15 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

}

首先定义结构体变量，接着使能时钟，然后配置初始化电平，最后通过结构体变量初始化GPIO。

(一)定义一个结构体变量GPIO_InitStruct，该变量类型是GPIO_InitTypeDef。

GPIO_InitTypeDef 定义如下：

   GPIO Init structure definition  
  
typedef struct
{
  uint32_t Pin;       /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
                           This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */

  uint32_t Mode;      /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.
                           This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */

  uint32_t Pull;      /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.
                           This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */

  uint32_t Speed;     /*!< Specifies the speed for the selected pins.
                           This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */

  uint32_t Alternate;  /*!< Peripheral to be connected to the selected pins. 
                            This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */
}GPIO_InitTypeDef;

主要配置的是哪个引脚(pin)、引脚工作模式(mode)、上拉还是下拉(pull-up/pull-down)、速度大小(speed),其实（go to defination）进行调用就可。

(二).使能时钟。

  GPIO Ports Clock Enable 
  __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

**敲黑板划重点了： 这里使能时钟的方法与标准库不一样，HAL库其实是宏定义，标准库则是函数。**这个很关键！！！

(三)配置引脚的初始化电平。

Configure GPIO pin Output Level 
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET);

这里设置D口的pin12、pin13、pin14、pin15为高电平。如果最后一个参数是GPIO_PIN_RESET则为低电平。

（四）.通过结构体变量配置具体的引脚。

 /*Configure GPIO pin : PD11 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : PD12 PD13 PD14 PD15 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

PD11为输入，上拉。PD12-15为推挽输出。所以分开配置。
这样的话一个简单的GPIO口就配置好了。

二.GPIO相关寄存器

例如GPIOA 寄存器地址映射如下表：
用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器
从这个表我们可以看出， 因为 GIPO 寄存器都是 32 位，所以每组 GPIO 的 12 个寄存器中(GPIOX有12个寄存器)， 每个寄存器占有 4 个地址(一个地址是8位的)，一共占用 48 个地址，地址偏移范围为（0x00~0x2C）。这个地址偏移是相对 GPIOA 的基地址而言的。
所谓的一个地址通常是指字节地址，能存8位数据。如果是字地址，STM32字长32位，意味着CPU一次性从RAM或ROM中存取的数据是32位的。因此，STM32的地址必须是32位对齐的。

1.GPIO端口模式寄存器（GPIOx_MODER）(x=A…I)

GPIO port mode register

偏移地址：0x00

复位值：

0xA800 0000（端口A）

0x0000 0280（端口B）

0x0000 0000（其他端口）
用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位2y：2y+1 MODERy[1:0]:端口x配置位（Port x configuration bits）（y=0…15）

                  这些位通过软件写入，用于配置I/O方向模式。

                 00：输入（复位状态）

                 01：通用输出模式

                10：复用功能模式

                11：模拟状态

2.GPIO端口输出类型寄存器（GPIOx_OTYPER）(x = A…I)

GPIO port output type register

偏移地址：0x04

复位值：0x0000 0000
用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位31:16保留，必须保持复位值。

位15:0 OTY[1:0]:端口x配置位（PORT x configuration bits）（y=0…15）

这些位通过软件写入，用于配置I/O输出类型。

0：输出推挽（复位状态）

1：输出开漏

GPIO端口输出速度寄存器（GPIOx_OSPEEDR）(x=A…I)

GPIO port output speed register

偏移地址：0x08

复位值：

0x0000 00C0（端口B）

0x0000 0000（其它端口）
用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位2y：2y+1 OSPEEDRy[1:0]:端口x配置位（PORT x configuration bits）（y=0…15）

                  这些位通过软件写入，用于配置I/O输出速度。

                   00:2MHZ（低速）

                   01:25MHZ（中速）

                   10：50MHZ(快速)

                   11:30pF时为100MHZ（高速）（15pf时为80MHZ输出（最大速度））

3.GPIO端口上拉/下拉寄存器（GPIOx_PUPDR）(x=A…I)

GPIO port pull-up/pull-down register

偏移地址：0x0C

复位值：

0x6400 0000（端口A）

0x0000 0100（端口B）

0x0000 0000（其它端口）

用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位2y：2y+1 PUPDRy[1:0]:端口x配置位（PORT x configuration bits）（y=0…15）

 这些位通过软件写入，用于配置I/O上拉或下拉

00：无上拉或下拉

01：上拉

10：下拉

11：保留

4.GPIO端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR）(x=A…I)

GPIO port input data register

偏移地址：0x10

复位值：0x0000 XXXX（其中X表示未定义）

用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位31:16保留，必须保持复位值

位15:0 IDRy[15:0]:端口输入数据（Port input data）（y=0…15）

这些位为只读形式，只能在字模式下访问。它们包含相应I/O端口的输入值

5.GPIO端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）(x=A…I)

GPIO port output data register

偏移地址：0x14

复位值：0x0000 0000

用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位31:16保留，必须保持复位值。

位15:0 ODRy[15:0]:端口输出数据（Port output data）（y=0…15）

这些位可通过软件读取和写入

注意：通过写入GPIOx_BSRR寄存器，可以分别对ODR位进行置位和复位（x=A…I）

6.GPIO端口置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR）（x=A…I）

GPIO port bit set/reset register

偏移地址：0x18

复位值：0x0000 0000

用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位31:16 BRy：端口x复位位y（Port x reset bit y）（y=0…15）

                     这些位为只写形式，只能在字、半字或者字节模式下访问。读取这些位可返回值0x0000

                    0：不会对相应位的ODRx位执行任何操作

                    1：对相应的ODRx位进行复位

位15:0 BSy：端口x置位位y（Port x set bit y）（y=0…15）

                 这些位为只写形式，只能在字、半字或字节模式下访问。读取这些位可返回值0x0000

                0：不会对相应的ODRx位执行任何操作

                1：对相应的ODRx位进行置位

注意：如果同时对BSx和BRx置位，则BSx的优先级更高。

7.GPIO端口配置锁定寄存器（GPIOx_LCKR）(x=A…I)

GPIO port configuration lock register

当正确的写序列应用到第16位（LCKK）时，此寄存器将用于锁定端口位的配置。位[15:0]的值用于锁定GPIO的配置。在写序列期间，不能更改LCKR[15:0]的值。将LOCK序列应用到某个端口位后，在执行下一次复位之前，将无法对端口位的值进行更改。

注意：可使用特定的写序列对GPIOx_LCKR寄存器执行写操作。在此写序列期间只允许使用字访问（32位长）

每个锁定位冻结一个特定的配置寄存器（控制寄存器和复用功能寄存器）

偏移地址：0x1C

复位值：0x0000 0000

访问：仅32位字，读/写寄存器
用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位31:17保留，必须保持 复位值

位16 LCKK[16]：锁定键（Lock Key）

可随时读取此位。可使用锁定键写序列对其进行修改。

0：端口配置锁定键未激活。

1：端口锁定键已激活。直到MCU复位时，才锁定GPIOx_LCKR寄存器。

锁定键写序列：

WR LCKR[16] = ‘1’ + LCKR[15:0]

WR LCKR[16] = ‘0’ + LCKR[15:0]

WR LCKR[16] = ‘1’ + LCKR[15:0]

RD LCKR

RD LCKR[16]= ‘1’

注意：在锁定键写序列期间，不能更改LCK[15:0]的值。

锁定序列中的任何错误都将中止锁定操作

在任一端口位上的第一个锁定序列之后，对LCKK位的任何读访问都将返回‘1’，直到下一次CPU复位为止。

位15:0 LCKy：端口x锁定位y（port x lock bit y ）（y = 0…15）

这些位都是读/写位，但只能在LCKK位等于‘0’时执行写操作

0：端口配置未锁定

1：端口配置已锁定

8.GPIO复用功能低位寄存器（GPIOx_AFRL）(x=A…I)

GPIO alterate function low register

偏移地址：0x20

复位值：0x0000 0000

用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位31:0 AFRLy：端口x位y的复用功能选择（Alternate function selection for port x bit y）（y=0…7）

这些位通过软件写入，用于配置复用功能I/O。

AFRLy选择：

0000：AF0 0001：AF1 0010：AF2 0011:AF3

0100:AF4 0101:AF5 0110:AF6 0111:AF7

1000:AF8 1001:AF9 1010:AF10 1011:AF11

1100:AF12 1101:AF13 1110:AF14 1111:AF15

9.GPIO复用功能高位寄存器（GPIOx_AFRH）(x=A…I）

GPIO alternate function high register

偏移地址：0x24

复位值：0x0000 0000

用HALL 库配置GPIO以及相关寄存器

位31:0 AFRHy：端口x位y的复用功能选择（Alternate function selection for port x bit y）（y=0…7）

这些位通过软件写入，用于配置复用功能I/O。

AFRLy选择：

0000：AF0 0001：AF1 0010：AF2 0011:AF3

0100:AF4 0101:AF5 0110:AF6 0111:AF7

1000:AF8 1001:AF9 1010:AF10 1011:AF11

1100:AF12 1101:AF13 1110:AF14 1111:AF15

总结

以上配置GPIO和寄存器，需要查看寄存器手册，查找自己需要的寄存器，希望我的博客对您的学习有帮助。
谢谢大佬们的指正。

上一篇：ARC106E-Medals【hall定理,高维前缀和】


下一篇：BZOJ 1135 [POI2009]Lyz (Hall 定理)