通用和复用IO功能.ppt

第4章 通用和复用功能I/O (GPIO和AFIO) 4.1 GPIO 基本配置 每个 GPI/O 端口有: 2 个 32 位配置寄存器( GPIOx_CRL， GPIOx_CRH )， 2 个 32 位数据寄存器( GPIOx_IDR， GPIOx_ODR )， 1 个 32 位置位/复位寄存器( GPIOx_BSRR )， 1 个 16 位复位寄存器( GPIOx_BRR ) 1 个 32 位锁定寄存器( GPIOx_LCKR )。 4.1 GPIO 基本配置 根据每个 I/O 端口的特定硬件特征，GPIO 端口 的每个位可以由软件分别配置成多种模式： 输入浮空 输入上拉 输入下拉 模拟输入 开漏输出 推挽式输出 推挽式复用功能 开漏复用功能 I/O端口位的基本结构 端口位配置表 1 上拉输入 0 1 0 下拉输入 00 输入 不使用1 浮空输入 不使用0 0 模拟输入 不使用 见下表 1 开漏(Open- Drain) 输出 不使用 11 0 1 推挽式(Push -Pull) 复用 功能 0 或 1 1 开漏(Open- Drain) 0 或 1 01 10 0 0 推挽式(Push -Pull) 通用 输出 PxODR寄存器MODE0 MODE1 CNF0 CNF1 配置模式 MODE1:0 意义 00 保留 01 最大输出速度为10MHz 10 最大输出速度为2MHz 11 最大输出速度为50MHz 输出模式位 4.2 GPIO 功能描述 4.2.1 通用 I/O ( GPIO ) 通用 I/O 的复位状态与配置 单独的位设置或位清除 外部中断/唤醒线 GPIO 锁定机制 1. 通用 I/O 的复位状态与配置 复位期间和刚复位后，复用功能未开启，I/O 端口被配置成浮空输入模式(CNFx1:0=01b， MODE1:0=00b). 复位后，JTAG引脚被置于输入上拉或下拉模式 ： PA15：JTDI置于上拉模式 PA14：JTCK置于下拉模式 PA13：JTMS置于上拉模式 PB4： JNTRST置于上拉模式 复位后可以根据对 I/O 端口的使用进行再配 置。 1. 通用 I/O 的复位状态与配置 当作为输出配置时，写到输出数据寄存器 上的值(GPIOx_ODR) 输出到相应的I/O引脚 。可以以推挽模式或开漏模式使用输出驱 动器。 （1）输出缓冲器被激活 （2）施密特触发输入被激活 （3）弱上拉和下拉电阻被禁止 （4）出现在I/O脚上的数据在每个APB2时 钟被采样到输入数据寄存器 输出配置： 可配置成推挽模式或开漏模式 例：将PC6-PC9引脚设置为输出推挽模式 /* 选择配置的引脚 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9; /* 选择引脚翻转的速度 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; /* 选择输出是推挽模式*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; /* 初始化引脚 */ GPIO_Init(GPIOC, 当作为输入配置时，输入数据寄存器(GPIOx_IDR) 在每个APB2时钟周期捕捉I/O引脚上的数据。所有 GPIO 引脚有一个内部弱上拉和弱下拉，它们可以 被激活或不被激活。 （1）输出缓冲器被禁止 （2）施密特触发输入被激活 （3）根据输入配置(上拉，下拉或浮动)的不同，弱 上拉和下拉电阻被连接 （4）对输入数据寄存器的读访问可得到I/O 状态 输入配置： 可配置成浮空/上拉/下拉输入模式 例：将GPIOA所有的引脚都设置为输入浮空模式 /* 选择配置的引脚 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All; /* 选择引脚翻转的速度 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz; /* 选择输入是浮空模式*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; /* 初始化引脚 */ GPIO_Init(GPIOA, 2. 单独的位设置或位清除 当对GPIOx_ODR的个别位编程时，软件不需 要禁止中断：在单次APB2写操作里，可以 只更改一个或多个位。 这是通过对“置位/复位寄存器”(置位复位寄 存器是：GPIOx_BSRR，复位寄存器是： GPIOx_BRR)中想要更改的位写1 来实现的 。没被选择的位将不被更改。 3、外部中断/唤醒线 所有端口都有外部中断能力，为了使用外 部中断线，端口必须配置成输入模式。 更多的关于外部中断的信息，参考 STM3210xReference： 6.2节：外部中断/事件控制器P83 6.2.3节：唤醒事件管理P84 例：将GPIOC的第9引脚置成高电平 GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_9); 例：将GPIOA的第7、第8引脚置成低电平 GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8); 例：将GPIOB的第9引脚配置成外部中断Line9 /* 连接 EXTI Line9 到 PB.09 */ GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource9); /* 设置 EXTI Line9 为下降沿中断 */ EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line9; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init( 4、复用功能(AF) 使用默认复用功能前必须对端口位配置寄存器编 程。 对于复用输入功能，端口可以配置成输入模式（ 浮空、上拉或下拉） 对于复用输出功能，端口必须配置成复用功能输 出模式（推挽或开漏）。 对于双向复用功能，端口位必须配置复用功能输 出模式（推挽或开漏）。这时，输入驱动器被配 置成浮空输入模式。 复用功能配置： 输入可配置成浮空/上拉/下拉输入模式 输出可配置成推挽或开漏 复用功能的模拟输入配置： 输出缓冲器、施密特触发输入、弱上拉和下拉 电阻被禁止，读取输入数据寄存器时值0 5 软件重新映射I/O 复用功能 为了使不同器件封装的外设I/O功能的数量 达到最优，可以把一些复用功能重新映射 到其他一些脚上。这可以通过软件配置相 应的寄存器来完成。这时，复用功能就不 再映射到它们的原始引脚上了。 例：配置USART2引脚 /* 配置 USART2 Tx (PA.02) 成辅助功能输出上拉 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA, /* 配置 USART2 Rx (PA.03) 成辅助功能出入浮空 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, 6. GPIO 锁定机制 锁定机制允许冻结 IO 配置。当在一个端口 位上执行了所定( LOCK )程序，在下一次复 位之前，将不能再更改端口位的配置。 二、GPIO寄存器描述 端口配置低寄存器(GPIOx_CRL) (x=AE) 偏移地址: 00h；复位值: 4444 4444h 端口配置高寄存器(GPIOx_CRH) (x=AE) 偏移地址: 04h；复位值: 4444 4444h 端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR) (x=AE) 偏移地址: 08h；复位值: 0000 0000h 端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR) (x=AE) 偏移地址: 0Ch；复位值: 0000 0000h 端口位设置/复位寄存器(GPIOx_BSRR) (x=AE) 偏移地址: 10h；复位值: 0000 0000h 端口位复位寄存器(GPIOx_BRR) (x=AE) 偏移地址: 14h；复位值: 0000 0000h 端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR) (x=AE) 偏移地址: 18h；复位值: 0000 0000h 当执行正确的写序列设置了位16(LCKK)时，该 寄存器用来锁定端口位的配置。位15:0 用于锁 定GPIO端口的配置。在规定的写入操作期间，不能 改变LCKP15:0 。当对相应的端口位执行了LOCK 序列后，在下次系统复位之前将不能再更改端口位 的配置。 三、复用功能I/O配置(AFIO) BXCAN 复用功能重映射 复用功能 CAN_REMAP1:0 =”00” CAN_REMAP1:0= ”10”(1) CAN_REMAP1:0 =”11”(2) CANRX PA11 PB8 PD0 CANTX PA12 PB9 PD1 （1）重映射不适用于36脚的封装 （2）重映射只适用于100脚的封装 USART2 复用功能重映射 PD6 PA3 USART2_RX PD5 PA2 USART2_TX PD4 PA1 USART2_RTS PD3 PA0 USART2_CTS USART2_REMAP = 1(1) USART2_REMAP = 0 复用功能 PA4PD7USART2_CK （1）只适用于100脚重映像 例：将USART2的发送Tx和接收Rx进行软件重映射 /* 使能 USART2 引脚的软件映射 */ GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART2, ENABLE); /* 配置 USART2 Tx (PD.05) 成辅助功能输出上拉 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOD, /* 配置 USART2 Rx (PD.06) 成辅助功能出入浮空 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOD, TIM3 复用功能重映射 复用功能 TIM3_REMAP1:0 = 00 (没有重映像) TIM3_REMAP1:0 = 10 (部分重映像) TIM3_REMAP1:0 = 11 ( 完全重映像)(1) TIM3_CH1 PA6 PB4 PC6 TIM3_CH2 PA7 PB5 PC7 TIM3_CH3 PB0 PC8 TIM3_CH4 PB1 PC9 （1）只适用于64和100脚重映像 例：对TIM3的通道1引脚进行配置，假设没有重映射， /* TIM3的通道1：辅助功能上拉输出 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, 例：对TIM3的通道1引脚进行配置，假设部分重映射 /* 使能 TIM3 引脚的部分重映射 */ GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3, ENABLE); /* TIM3的通道1：辅助功能上拉输出 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, 例：对TIM3的通道1引脚进行配置，假设完全重映射 /* 使能 TIM3 引脚的完全重映射 */ GPIO_PinRemapConfig(GPIO_FullRemap_TIM3, ENABLE); /* TIM3的通道1：辅助功能上拉输出 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOC, 四、AFIO寄存器描述 事件控制寄存器(