一、基础知识
1. 功能模块解析
1.1.1 保护二极管：
从保护二极管开始左边都是封装在芯片内的部分。当I/O电压高于Vdd Vdd_ft时，上面二极管工作，会吸收过高的电压。
当I/O电压过低时，下面二极管导通吸收多余电压。
但I/O端口并不能接大功率器件，如接电机、继电器，需要另外加驱动电路。
1.1.2 上拉与下拉电阻
用来控制I/O端口的默认电平，通过两个开关来控制，可以设置I/O默认高电平、默认低电平，如果两个开关都断开，则为浮空模式，这时候I/O的电压是随机变化的。
通过控制GPIOx_CRL和GPIOx_CRH来控制该模式。
1.1.3 输出电路
推挽输出：
输出有两个MOS管：P-MOS和N-MOS。
假如P-MOS高低平导通、N-MOS截止，对外输出高电平3.3V。
假如N-MOS低电平导通、P-MOS截止，对外输出低电平（其实是电流流入、拉电流）。
开漏输出：
P-MOS始终截止，I/O只能输出低电平，如果要输出高电平，外部就要上拉。
输出模式也是使用GPIOx_CRL和GPIOx_CRH控制。
1.1.4 数据输出寄存器
GPIOx_BSR
1.1.5 数据清除寄存器
GPIOx_BSRR
2. GPIO寄存器
- 32位配置寄存器：GPIOx_CRL
- 32位配置寄存器：GPIOx_CRH
- 32位数据寄存器：GPIOx_IDR
- 32位数据寄存器：GPIOx_ODR
- 32位置位/复位寄存器：GPIOx_BSRR
- 16位复位寄存器：GPIOx_BRR
- 32位锁定寄存器：GPIOx_LCKR
3. STM32 GPIO口的工作模式：
- 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
每个I/O端口位可以自由编程，而I/O端口寄存器必须按32位字被访问，不允许半字或字节访问。
GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器允许对任何GPIO寄存器的读/更改的独立访问，这样，在读和更改访问之间产生IRQ时不会发生危险。
4. 端口位配置表：
5. 输出模式位：
6. 端口配置低寄存器CRL：
7. 端口配置高寄存器CRH：
8. 端口输入数据寄存器IDR：
9. 端口输出数据寄存器：ODR
10. 锁定寄存器:GPIOx_LCKR
锁定寄存器位置
11. 端口位设置寄存器:GPIOx_BSRR
12. 端口位复位寄存器:GPIOx_BRR
二、编程测试
1. 下面使用普中STM32-F1开发板，控制其LED，电路如下：
根据其手册，LED1的阴极连接在芯片的26号引脚PC0(GPIO端口C的第0管脚)上，当PC0输出低电平时，发光二极管正向导通，D1被点亮。因此，对PC0进行操作即可控制LED1。
下面使用寄存器编程方式控制LED1。
2. 宏定义 GPIO口
这里做重要的就是地址的计算， Context-M3 是32位处理器，4G的内存地址分为8块512M的区域，即block0-block7，其中block2是对应连接的外设。
根据速度的不同，这些外设分别挂载在APB1、APB2、AHB总线上。相应总线的最低地址为该总线的基地址，例如：APB1的基地址是0x40000000，片上外设就从这个地址开始，所以也称为外设基地址(PERIPH_BASE)。几个总线的基地址如下：
总线 | 基地址 | 相对外设基地址的偏移 |
APB1 | 0x4000 0000 | 0x0 |
APB2 | 0x4001 0000 | 0x0001 0000 |
AHB | 0x4001 8000 | 0x0001 8000 |
GPIO端口A ~GPIO端口G都挂接在APB2总线上，其中GPIO端口C的基地址为0x40011000，相对APB2总线的地址偏移为0x00001000，按数据手册定义宏如下：
这里的(GPIOC_BASE+0x00) 通常是一个立即数，使用(unsigned int*)强制转换成地址指针，再用一个 * 来获取该地址的值。
3. 主程序
// 通过宏定义GPIO口操作
// STM32 的头，使用u32要引用
void SystemInit(){
}
// 延时函数
void delay(u32 i){
while(i--);
}
int main(void){
// 开启GPIOC时钟
RCC_APB2ENR |= 1<<4;
GPIOC_CRL &= ~(0x0f<<(4*0));
GPIOC_CRL |= (3<<4*0);
// 点亮
GPIOC_BSRR = (1<<(16+0));
while(1){
// 点亮
GPIOC_BSRR = (1<<(16+0));
delay(0xfffff);
// 熄灭
GPIOC_BSRR=(1<<(0));
delay(0xfffff);
}
}
这里比较重要的知识点有：
1. C 语言位清零计算：
A &= ~(1<<5);
计算过程是：
1左移5位，得到0010 0000
按位取反，得到1101 1111
和A相与，最终第6位被清零，其它位不变。
2.某一位置1操作。
RCC_APB2ENR|=(1<<4);
该操作实际上是将APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR) 的“位4”置1。
运行效果：
