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前言
一个学习STM32的小白有问题评论区或私信指出~
1.GPIO基础知识
GPIO(General-Purpose input/output,通用输入/输出接口)
用于感知外部信号（输入模式）和控制外部设备（输出模式）
- 简单模块：LED,按键，蜂鸣器，温度传感器，使用一个GPIO就可以完成数据的传输/控制
- 复杂一点的模块OLED，FLASH,六轴传感器需要多个引脚组成“协议”传输数据，USART,IIC,SPI等协议
- MCU单片机大都采用引脚复用模式也就是一个GPIO，可以直接控制它输出高低电平，也可以设置为某个协议的引脚之一。此外，一些MCU的引脚，还能设置为ADC模式读取模拟信号，或者设置为DAC模式输出模拟信号
系统架构
2. IO八种工作模式
GPIO结构图
1、STM32 IO工作模式
输出模式有四种：推挽输出，开漏输出，复用开漏，复用推挽
输入模式有四种:上拉输入，下拉输入，浮空输入，模拟输入
输出模式：
1.推挽输出（Push-Pull,pp）
让输出控制变成了VDD/VSS输出，使得输出电流增大
提高了输出引脚的驱动能力，提高了电路的负载能力和开关的动作速度
输出高电平时P-MOS导通电流从上方过去
输出高电平时-MOS导通电流从下方过去
2.开漏输出(Open-Drain,OD)
推挽输出模式可以直接输出高电平，开漏输出需要外接上拉电阻才能输出高电平
开漏输出的特性
- 利用外部电路驱动能力
- 实现电平转换
- 方便实现“逻辑与” 功能
3.复用推挽/开漏输出（Alternate Funtion,AF）
GPIO除了作为通用输入输出引脚使用以外，还可以作为片上外设（USART,IIC,SPI）专用引脚，即一个引脚可以有多种用途，但是同一时刻一个引脚只能使用复用功能中的一个
当引脚设置为复用功能的时候，可选择推挽复用模式或者复用开漏模式，在设置为复用开漏模式时，需要外接上拉电阻。
输入模式：
1.上拉输入(Input Pull-up)
VDD经过开关、上拉电阻，连接外部I/O引脚。当开关闭合时，外部I/O输入信号时，默认输入高电平。
2.下拉输入(Input Pull-down)
VSS经过开关，下拉电阻，连接外部I/O引脚，当开关闭合时，外部I/O无输入信号时，默认输入低电平
3.浮空输入(Floating Input)
两个上下拉电阻开关均断开，没有上拉也没有下拉，I/O引脚直接连接TTL肖特基触发器
此时，I/O引脚浮空，读取的电平是不确定的，外部信号是什么电平，MCU引脚就输入什么电平
MCU复位上电后，默认为浮空输入模式
4.模拟输入（Analoge mode）
两个上下拉电阻开关均断开，同事TTL肖特基触发器也断开，引脚信号直接连接模拟输入，实现对外部信号的采集。
2、GPIO的输出速度
STM32的I/O引脚工作再输出模式下时，需要配置I/O引脚的输出速度
该输出速度不是输出信号的速度，而是I/O口驱动电路的响应速度。
STM32提供了三个速度，2MHZ,10MHZ,50MHZ
实际开发过程中需要结合实际情况选择合适的响应速度，以兼顾信号的稳定性和低功耗
- 当设备为高速时，功耗大，噪声大，电磁干扰强
- 当设备为低速时，功耗低，噪声小，电磁干扰弱
简单外设，比如LED灯，蜂鸣器建议使用2MHZ的输出速度
而复用为IIC，SPI等通信信号时，建议使用10MHZ或50MHZ以提高响应速度。
3 固件库实现LED点灯
1.LED灯
LED灯，是一种能够将电能转化为可见光的半导体期间
原理：当给P极施加正向电压时，空穴和自由电子在P-N结复合，辐射出光子而发光。
2.控制LED灯
LED灯的正极接到了3.3V，LED灯的负极接到了PA1，也就是GPIOA1引脚
只需要控制PA1为相对应的低电平，即可点亮对饮的LED灯，输出高电平则熄灭对应的LED灯。
GPIO结构体：
typedef struct
{
uint16_t GPIO_Pin; //GPIO引脚
GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; //GPIO输出速度
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; //GPIO输入/输出模式
}GPIO_InitTypeDef;
GPIO相关库函数：
void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef* GPIOx);
void GPIO_AFIODeInit(void);
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);
uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef* GPIOx);
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal);
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);
void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_EventOutputConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
void GPIO_EventOutputCmd(FunctionalState NewState);
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
void GPIO_ETH_MediaInterfaceConfig(uint32_t GPIO_ETH_MediaInterface);
软件设计流程
- 初始化系统
- 初始化GPIO外设时钟
- 初始化LED引脚
- 输出电平