GPIO0 esp

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mob64ca1411a6fc 2024-12-29 11:15:34

文章标签 GPIO0 esp 单片机 stm32 嵌入式硬件引脚 文章分类 架构后端开发

GPIO模式

GD32的GPIO模式一共有6种，下面结合原理图详细解释。

GPIO0 esp_单片机

模拟

下面是模拟模式的框图。

GPIO0 esp_GPIO0 esp_02

在模拟模式，单片机需要接收或发送模拟信号，因此电路中不需要任何去噪的电路，因此可以简单理解为就一条直线连接到单片机对应管脚。

这时，弱上拉和下拉电阻禁用；输出缓冲器禁用；施密特触发输入禁用；端口输入状态寄存器相应位为“0”。

浮空输入

下面是GD32输入结构的框图，浮空输入、下拉输入、上拉输入都是同样的框图。

GPIO0 esp_GPIO0 esp_03

当单片机管脚处于浮空输入，输入电路中的上拉和下拉电阻被禁用，施密特触发器使能，可以理解为管脚上为高或低电平，单片机就接收到高或低电平。

下拉输入

当单片机处于下拉输入，输入电路中的下拉电阻使能，施密特触发器使能。当管脚接上了线时，它的作用是和浮空输入一样的；但当管脚悬空时，管脚电平会被下拉至低电平，此时单片机只能接收到低电平。

上拉输入

当单片机处于上拉输入，输入电路中的上拉电阻使能，施密特触发器使能。现象和下拉输入是相反的，就是当管脚悬空时，管脚电平会被上拉至高电平，此时单片机只能接收到高电平。

推挽

下面是GD32输出结构的框图，推挽和开漏都是同样的框图。

GPIO0 esp_GPIO0 esp_04

当GPIO配置为输出模式时，统一禁用上拉和下拉电阻，使能施密特触发器，使能输出缓冲区。

当处于推挽模式时，输出控制寄存器设置为“0”时，相应引脚输出低电平；输出控制寄存器设置为“1”，相应引脚输出高电平。

开漏

当处于开漏模式时，输出控制寄存器设置为“0”时，相应引脚输出低电平；输出控制寄存器设置为“1”，相应管脚处于高阻状态。

大家可能注意到，单片机的几乎每个模式都离不开施密特触发器这个东西，所以在这里简单解释一下，施密特触发器的作用。
施密特触发器在GPIO中的作用主要是波形变换和整波，因为有电磁干扰或电路中有噪声的时候，那么经过GPIO管脚的电压就可能会不稳定，即上下起伏的；经过施密特触发器后，起伏的信号会被规整为矩形波，便于单片机识别高低电平信号。

例程

点亮LED

具体的现象为开发板上对应的LED闪烁。

#include "gd32f10x.h"
#include "main.h"

void delay(__IO uint32_t ms)  // 随便写一个软件延时函数，不准确的，在例程中能用就行
{
    for(uint32_t i = 0; i < ms; ++i)
    {
        for(uint32_t j = 0; j < 10000; ++j)
        {
        }
    }
}

int main(void)
{	
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);  // 初始化GPIO口的时钟
    // 初始化GPIO引脚，使能PC13引脚，速度为50MHz，模式为推挽输出
    gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_13);
    
    while(1)
    {
        gpio_bit_write(GPIOC, GPIO_PIN_13, SET);  // PC13引脚高电平
        delay(1000);
        gpio_bit_write(GPIOC, GPIO_PIN_13, RESET);  // PC13引脚低电平
        delay(1000);
    }
}

说明：
对GPIO管脚写“1”不一定就是亮灯，有可能是灭灯，写“0”反之；这个是根据单片机的设计时的原理图决定的。
GD32为GPIO管脚提供了3种时钟速率——50MHz、10MHz、2MHz，一般来说没有特殊要求一般选择最高速率；有一些情况下，如使用SPI与ESP32进行通信时，速率就不能选最高，因为ESP32在SPI模式下的GPIO管脚承受不住50MHz的速度，这个我们后面遇到再详细说。

按钮检测

现象为，当我们按下开关时，LED灯亮；当我们松开开关时，LED灯灭。

#include "gd32f10x.h"
#include "main.h"

int main(void)
{	
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);  // 初始化GPIO口的时钟
    // 初始化GPIO引脚，使能PC13引脚，速度为50MHz，模式为推挽输出
    gpio_init(GPIOC, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_13);
    
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);  // 初始化GPIO口的时钟
    // 初始化GPIO引脚，使能PA0引脚，速度为50MHz，模式为浮空输入
    gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);
    
    while(1)
    {
        if(gpio_input_bit_get(GPIOA, GPIO_PIN_0) == SET)  // 获取对应管脚的电平值
        {
            gpio_bit_write(GPIOC, GPIO_PIN_13, SET);  // 亮灯
        }
        else
        {
            gpio_bit_write(GPIOC, GPIO_PIN_13, RESET);  // 灭灯
        }
    }
}