32单片机基础：GPIO输出

目录

简介：

GPIO输出的八种模式

STM32的GPIO工作方式

GPIO支持4种输入模式：

GPIO支持4种输出模式：

浮空输入模式

上拉输入模式

下拉输入模式

模拟输入模式：

开漏输出模式：（PMOS无效，就是开漏输出，）

开漏复用输出模式 （P-MOS和N-MOS都有效）

推挽输出模式

推挽复用输出模式

根据八种模式在keil5上配置好相应的代码

GPIO的相关寄存器 

1.GPIO的输出

       1.1LED闪烁

1.2LED流水灯

1.3：蜂鸣器

简介：

下面都是理论知识，可以稍微看一看，

GPIO的基本结构：

GPIO位结构：

电路图说明：

​​​​​​​​​​​​​​保护二极管：IO 引脚上下两边两个二极管用于防止引脚外部过高、过低的电压输入。当引脚电压高于 VDD 时，上方的二极管导通；当引脚电压低于VSS时，下方的二极管导通，防止不正常电压引入芯片导致芯片烧毁。但是尽管如此，还是不能直接外接大功率器件，须加大功率及隔离电路驱动，防止烧坏芯片或者外接器件无法正常工作。

P-MOS管和N-MOS管：由P-MOS管和N-MOS管组成的单元电路使得GPIO具有“推挽输出”和“开漏输出”的模式。这里的电路会在下面很详细地分析到。

TTL肖特基触发器：信号经过触发器后，模拟信号转化为0和1的数字信号。但是，当GPIO引脚作为ADC采集电压的输入通道时，用其“模拟输入”功能，此时信号不再经过触发器进行TTL电平转换。ADC外设要采集到的原始的模拟信号。

下面介绍一下我们需要的LED,蜂鸣器：

GPIO输出的八种模式

 GPIO的模式：

STM32的GPIO工作方式

GPIO支持4种输入模式：​​​​​​​

  • 浮空输入(GPIO_Mode_IN_FLOATING)

  • 上拉输入(GPIO_Mode_IPU)

  • 下拉输入(GPIO_Mode_IPD)

  • 模拟输入(GPIO_Mode_AIN)

GPIO支持4种输出模式：

  • 开漏输出(GPIO_Mode_Out_OD)

  • 开漏复用输出(GPIO_Mode_AF_OD)

  • 推挽输出(GPIO_Mode_Out_PP)

  • 推挽复用输出(GPIO_Mode_AF_PP)

同时，GPIO 还支持三种最大翻转速度（2MHz、10MHz、50MHz）。每个I/O口可以自由编程，但 I/O 口寄存器必须按32位字访问。 

需要注意，在查看《STM32中文参考手册V10》中的GPIO的表格时，会看到有“FT”一列，这代表着这个GPIO口是兼容3.3V和5V的；如果没有标注“FT”，就代表着不兼容5V。

浮空输入模式

浮空输入模式下，I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。也就是说，I/O的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定；如果在该引脚悬空（在无信号输入）的情况下，读取该端口的电平是不确定的。

上拉输入模式

上拉输入模式下，I/O 端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。但是在 I/O 端口悬空（在无信号输入）的情况下，输入端的电平可以保持在高电平；并且在 I/O 端口输入为低电平的时候，输入端的电平也还是低电平。 

下拉输入模式

​​​​​​​

下拉输入模式下，I/O 端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。但是在 I/O 端口悬空（在无信号输入）的情况下，输入端的电平可以保持在低电平；并且在 I/O 端口输入为高电平的时候，输入端的电平也还是高电平。

模拟输入模式：

 模拟输入可以说是ADC模数转换器的专属配置。

模拟输入模式下，I/O 端口的模拟信号（电压信号，而非电平信号）直接模拟输入到片上外设模块，比如 ADC 模块等等。

开漏输出模式：（PMOS无效，就是开漏输出，）

开漏输出模式下，通过设置位设置/清除寄存器或者输出数据寄存器的值，途经 N-MOS 管，最终输出到I/O端口。这里要注意 N-MOS 管，当设置输出的值为高电平的时候，N-MOS 管处于关闭状态，此时I/O端口的电平就不会由输出的高低电平决定，而是由 I/O 端口外部的上拉或者下拉决定；当设置输出的值为低电平的时候，N-MOS 管处于开启状态，此时 I/O 端口的电平就是低电平。同时，I/O 端口的电平也可以通过输入电路进行读取；注意，I/O 端口的电平不一定是输出的电平。

开漏复用输出模式 （P-MOS和N-MOS都有效）

开漏复用输出模式，与开漏输出模式很是类似。只是输出的高低电平的来源，不是让CPU直接写输出数据寄存器，取而代之利用片上外设模块的复用功能输出来决定的。

推挽输出模式

推挽输出模式下，通过设置位设置/清除寄存器或者输出数据寄存器的值，途经 P-MOS 管和 N-MOS 管，最终输出到 I/O 端口。这里要注意 P-MOS 管和 N-MOS管，当设置输出的值为高电平的时候，P-MOS管处于开启状态，N-MOS管处于关闭状态，此时I/O端口的电平就由P-MOS管决定：高电平；当设置输出的值为低电平的时候，P-MOS管处于关闭状态，N-MOS管处于开启状态，此时I/O端口的电平就由N-MOS管决定：低电平。同时，I/O端口的电平也可以通过输入电路进行读取；注意，此时I/O端口的电平一定是输出的电平。

推挽复用输出模式

​​​​​​​推挽复用输出模式，与推挽输出模式很是类似。只是输出的高低电平的来源，不是让CPU 直接写输出数据寄存器，取而代之利用片上外设模块的复用功能输出来决定的。

 

根据八种模式在keil5上配置好相应的代码

现在的很多单片机在GPIO配置的时候，除了配置输入输出类型、速度以外，还需要配置一下模式，即GPIO_Mode。以STM32为例，有输入浮空、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。 下面我们举一种例子来讲一下如何配置，

也为我们点亮LED灯做准备。

第一步：选择时钟寄存器，

 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//配置寄存器的时钟使能//自己可以在keil5上跳转到他的函数定义，看看他要什么参数，我这里使用的是GPIOA，你也可以用//其他的，第一个参数变成RCC_APB2Periph_GPIOB,就是使用B寄存器

上面配置好了就可以为寄存器输入时钟，当然，时钟也有很多个，我这里选择的是RCC这个，

第二步：

建立一个数组：为啥要建立数组呢？要配置输入输出类型、速度，还有上面一直介绍的八种模式。

存放不同类型的变量C语言是用数组存放的。

 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  //定义一个结构体结构体有下面三个参数

第三部：设定好我们要的输出类型吗，速度，模式。

下面就是八种模式存放在函数的，以枚举类型赋给了相应的值，这样我们就不需要直接给相应的寄存器复制，直接调用这个函数即可：对应的英文如下

  • 浮空输入(GPIO_Mode_IN_FLOATING)

  • 上拉输入(GPIO_Mode_IPU)

  • 下拉输入(GPIO_Mode_IPD)

  • 模拟输入(GPIO_Mode_AIN)

  • 开漏输出(GPIO_Mode_Out_OD)

  • 开漏复用输出(GPIO_Mode_AF_OD)

  • 推挽输出(GPIO_Mode_Out_PP)

  • 推挽复用输出(GPIO_Mode_AF_PP)

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
//选择什么模式，上述八种模式的一种GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0; 
//我用A0这个I/O口GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
//速度选择50Mhz
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化

 OK，这样的话，我们就已经选择了GPIO的模式，速度，和哪一个引脚。已经拥有了I/O口的使用权。上面这些需要的参数都是可以跳转到函数定义去看看它需要啥的，直接复制粘贴即可

最后就是操作寄存器给0或1就可以输出和读入了，当然，我们还是直接操作相应的函数给他1和0.

GPIO的相关寄存器 

下面GPIO配置寄存器，每一个端口的模式由四位进行配置。16个端口需要64位，（基本很少直接配置寄存器，库函数已经配置好了，我们直接了解库函数的使用，直接调用即可） 

所以配置寄存器有两个，一个是端口配置低寄存器，一个是端口配置高寄存器。

 端口数据寄存器：

低16位对应16个引脚，高16位没有使用。

端口输出寄存器：

低16位是进行设置的，高16位是进行清除的。 

与上面寄存器高16位是一样的功能。为了方便操作设置的，如果你想单一的进行位设置或者清除。多个端口同时进行设置和位清除，使用8.2.5寄存器就OK了，这样可以保证位设置和位清除的同步性，

可以对端口的配置进行锁定，防止意外更改，

 下面是八种模式，函数已经把我们定义好了。我们依次讲一下。

1.GPIO的输出

       1.1LED闪烁

如图所示连接面包板。我使用的是A0这个GPIO,可能图看不太清楚。

代码如下：（基于库函数的工程已经建好的情况下）

这里主要使用main.c函数

main.c

当然，置1还是置0的函数也有很多个

下面四个，具体参数可以转到相应的函数定义去看看它具体要啥。

 

#include "stm32f10x.h"   //32的头文件              
#include "Delay.h"       //延时的文件int main()
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//配置寄存器的时钟使能//自己可以在keil5上跳转到他的函数定义，看看他要什么参数，我这里使用的是GPIOA，你也可以用//其他的，第一个参数变成RCC_APB2Periph_GPIOB,就是使用B寄存器GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  //定义一个结构体结构体有下面三个参数GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//选择什么模式，上述八种模式的一种GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);// GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//选择A0这个I/O口，置1操作  // GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//选择A0这个I/O口，置0操作while(1){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//选择A0这个I/O口，置0操作Delay_ms(100); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//选择A0这个I/O口，置1操作 Delay_ms(100);}
}

Delay函数可以自己找一个，江科大就有，在工程里面建一个文件夹，放在工程里面。最后拿进来就OK了，当然还要很多注意操作事项，我就不展示了。

怎么点亮看自己连接的引脚图。0点亮还是1点亮，具体由自己决定。

我上面连接的电路图是二极管长接正，短接A0口，所以，只有A0口接0就会亮。所以我是0点亮。当然看你的模式是啥，推挽输出的话：二极管长接A0口，短接负极，好像也是可以点亮的，跟它的工作方式有关，自己可以试试。但是开漏输出不行，说明开漏输出没有高电平驱动能力的

1.2LED流水灯

有了上面LED闪烁的例子，其实LED流水灯也很容易。

只不过我们多要操作7个I/O口：初始化部分麻烦了点。

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;对引脚的初始化可以这样，为什么呢？

我们右击下图所示，转到定义。

通过这幅图可以看到，pin0对应的数据是0x01,pin1为0x02........

转为16进制是不是 0000 0000 0000 0001（pin0）

                              0000 0000 0000 0010   (pin1)........

按位或就是            0000 0000 0000 0011  这样就把两个端口全部选上了。

当然最下面还有个GPIO_pin_All,就是把所有引脚全部选上了。

其实时钟控制的那一项，也是可以通过按位或的操作来进行多个选择的，同理，右键

GPIO_SetBits的参数也是可以设置多个引脚的。 

OK，有了上述知识，我就点亮四个灯，来实现流水灯，插入哪一个引脚看自己的选择，我选择

A0,1,2,3.这四个引脚。代码如下：

#include "stm32f10x.h"   //32的头文件              
#include "Delay.h"       //延时的文件int main()
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//配置寄存器的时钟使能//自己可以在keil5上跳转到他的函数定义，看看他要什么参数，我这里使用的是GPIOA，你也可以用//其他的，第一个参数变成RCC_APB2Periph_GPIOB,就是使用B寄存器GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  //定义一个结构体结构体有下面三个参数GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//选择什么模式，上述八种模式的一种GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);// GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//选择A0这个I/O口，置1操作  // GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//选择A0这个I/O口，置0操作while(1){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//选择A0这个I/O口，置0操作Delay_ms(500); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//选择A0这个I/O口，置1操作 Delay_ms(500);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);Delay_ms(500); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//选择A0这个I/O口，置1操作 Delay_ms(500);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);//选择A0这个I/O口，置0操作Delay_ms(500); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2);//选择A0这个I/O口，置1操作 Delay_ms(500);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);//选择A0这个I/O口，置0操作Delay_ms(500); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);//选择A0这个I/O口，置1操作 Delay_ms(500);}
}

当然，也可以使用 GPIO_Write函数。

GPIO_Write(GPIOA,~0x0001);//0000 0000 0000 0001
Delay_ms(100);
GPIO_Write(GPIOA,~0x0002);//0000 0000 0000 0010
Delay_ms(100);
GPIO_Write(GPIOA,~0x0004);//0000 0000 0000 0100
Delay_ms(100);
GPIO_Write(GPIOA,~0x0008);//0000 0000 0000 1000
Delay_ms(100);

1.3：蜂鸣器

这一部分留给自己操作吧，应该也是很简单的，跟上面的代码差不多。

.

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.mzph.cn/news/693125.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

三防加固平板在房地产行业的应用｜亿道三防onerugged

三防加固平板在房地产行业的应用｜亿道三防onerugged

近期，有一款引人注目的解决方案——亿道三防onerugged平板电脑，它以其出色的性能和多功能的设计，为房地产行业带来了全新的应用体验。 首先，亿道三防onerugged平板电脑的NFC功能在小区业主身份验证中发挥着重要作用。传统的身份验…
阅读更多...
vue3组件通信方式汇总

vue3组件通信方式汇总

前言：本文默认读者有JS基础和Vue基础，如果没有这个两个基础，可能阅读比较困难，建议先看下官方文档，当然，也欢迎评论交流😁 通信方式总结 常见搭配形式 一、props（使用频率最高&#…
阅读更多...
HarmonyOS 鸿蒙应用开发(十二、paho-mqtt的mqtt客户端库移植)

HarmonyOS 鸿蒙应用开发(十二、paho-mqtt的mqtt客户端库移植)

PAHO MQTT 是 Eclipse Foundation 的一个开源项目，提供了用于 MQTT 协议的客户端库。这个库为使用 MQTT 协议的应用程序提供了丰富的功能和灵活性。轻量级mqtt服务器mosquitto也是其中有名的一个开源项目。 目录 PAHO MQTT介绍 移植过程 index.d.ts文件修改 写…
阅读更多...
SOPHON算能科技新版SDK环境配置以及C++ demo使用过程

SOPHON算能科技新版SDK环境配置以及C++ demo使用过程

目录 1 SDK大包下载 2 获取SDK中的库文件和头文件 2.1 注意事项 2.2 交叉编译环境搭建 2.2.1 首先安装工具链 2.2.2 解压sophon-img包里的libsophon_soc__aarch64.tar.gz，将lib和include的所有内容拷贝到soc-sdk文件夹 2.2.3 解压sophon-mw包里的sophon-mw-s…
阅读更多...
hadoop FileSystem是否要close

hadoop FileSystem是否要close

先来说结论，最好不要close，让hadoop自己close，否则容易把进程里其他获取fs的地方一起关了。这是因为 FileSystem.get(Configuration)做了缓存的原因。当然可以设置 conf.setBoolean("fs.hdfs.impl.disable.cache", true); 就不缓存…
阅读更多...
Django后台管理（一）

Django后台管理（一）

一、admin介绍 Django 最强大的部分之一是自动管理界面。它从你的模型中读取元数据，提供一个快速的、以模型为中心的界面，受信任的用户可以管理你网站上的内容 官网：https://docs.djangoproject.com/zh-hans/4.1/ref/contrib/admin/ 提示 后台管理系统是管理人员使用，不是…
阅读更多...
Python之海象运算符

Python之海象运算符

在 Python 3.8 及更高版本中，引入了一种新的语法特性，称为"海象运算符"（Walrus Operator），它使用 : 符号。这个运算符的主要目的是在表达式中同时进行赋值和返回赋值的值。 使用海象运算符可以在一些情况下…
阅读更多...
WireShark 安装指南：详细安装步骤和使用技巧

WireShark 安装指南：详细安装步骤和使用技巧

Wireshark是一个开源的网络协议分析工具，它能够捕获和分析网络数据包，并以用户友好的方式呈现这些数据包的内容。Wireshark 被广泛应用于网络故障排查、安全审计、教育及软件开发等领域。接下将讲解Wireshark的安装与简单使用。 目录 Wireshark安装步骤…
阅读更多...
CSP-201809-1-卖菜

CSP-201809-1-卖菜

CSP-201809-1-卖菜 解题思路 #include <iostream> using namespace std; int main() {int n;cin >> n;int* array new int[n];for (int i 0; i < n; i){cin >> array[i];}cout << (array[0] array[1]) / 2 << " ";for (int i …
阅读更多...
2.20 Qt day1

2.20 Qt day1

一. 思维导图 二. 消化常用类的使用&#xff0c;以及常用成员函数对应的功能 按钮类QPushButton&#xff1a; mywidget.h&#xff1a; #ifndef MYWIDGET_H #define MYWIDGET_H#include <QWidget> #include<QPushButton>//按钮类 #include<QIcon>class MyW…
阅读更多...
springboot+vue项目基础开发(17)路由使用

springboot+vue项目基础开发(17)路由使用

路由 在前端中，路由指的是根据不同的访问路径，展示不同的内容 vue Router的vue.js的官方路由 安装vue Router 再启动 在src下面新建router文件,创建index.js 代码 import {createRouter,createWebHashHistory} from vue-router //导入组件 import Login from @/views/Log…
阅读更多...
Kubernetes kubeadm 证书到期，更新证书

Kubernetes kubeadm 证书到期，更新证书

1.环境说明 lient Version: version.Info{Major:"1", Minor:"19", GitVersion:"v1.19.6", GitCommit:"fbf646b339dc52336b55d8ec85c181981b86331a", GitTreeState:"clean", BuildDate:"2020-12-18T12:09:30Z", G…
阅读更多...
智慧水利数字孪生可视化，满屏黑科技！A3D引擎支持，免费即可搭建

智慧水利数字孪生可视化，满屏黑科技！A3D引擎支持，免费即可搭建

2024年1月&#xff0c;在北京召开的全国水利工作会议&#xff0c;强调了要大力推进数字孪生水利建设&#xff0c;全面提升水利监测感知能力。 除此之外&#xff0c;2035年远景目标也提出&#xff1a;构建智慧水利体系&#xff0c;以流域为单元提升水情测报和智能调度能力。《数…
阅读更多...
Open CASCADE学习|为什么由Edge生成Wire不成功？

Open CASCADE学习|为什么由Edge生成Wire不成功？

Wire 是一种复合形状&#xff0c;不是由几何形状构建的&#xff0c;而是由边缘的装配构建的。BRepBuilderAPI_MakeWire类可以从一个或多个Edge构建Wire&#xff0c;或将新Edge连接到现有Wire。 BRepBuilderAPI_MakeWire 类将Edge连接到Wire。添加新Edge时&#xff0c;如果其顶点…
阅读更多...
安卓OpenGL添加水印并录制(二)---抖音录制原理

安卓OpenGL添加水印并录制(二)---抖音录制原理

文章目录 前文回顾音频处理留个小思考总结 本文首发地址 https://h89.cn/archives/146.html 最新更新地址 https://gitee.com/chenjim/chenjimblog 源码地址: Gitee: OpenGLRecorder 通过 前文 我们知道了如何采集 Camera 视频&#xff0c;叠加水印、贴纸保存为MP4&#xff0c;…
阅读更多...
Vue3 学习笔记（Day1）

Vue3 学习笔记（Day1）

「写在前面」 本文为尚硅谷禹神 Vue3 教程的学习笔记。本着自己学习、分享他人的态度&#xff0c;分享学习笔记&#xff0c;希望能对大家有所帮助。 目录 0 课程介绍 1 Vue3 简介 2 创建 Vue3 工程 2.1 基于 vue-cli 创建 2.2 基于 vite 创建&#xff08;推荐&#xff09; 2.3 …
阅读更多...
Web3探索加密世界：什么是空投？

Web3探索加密世界：什么是空投？

随着加密货币行业的迅速发展&#xff0c;人们开始听说各种各样的术语&#xff0c;其中包括"空投"&#xff08;Airdrop&#xff09;。在这里&#xff0c;我们将深入探讨什么是空投&#xff0c;以及它在加密世界中扮演的角色。 什么是空投&#xff1f; 空投是指在加密…
阅读更多...
视频生成模型：构建虚拟世界的模拟器 [译]

视频生成模型：构建虚拟世界的模拟器 [译]

原文&#xff1a;Video generation models as world simulators 我们致力于在视频数据上开展生成模型的大规模训练。具体来说&#xff0c;我们针对不同时长、分辨率和宽高比的视频及图像&#xff0c;联合训练了基于文本条件的扩散模型。我们采用了一种 Transformer 架构&#…
阅读更多...
C# OpenCvSharp DNN Image Retouching

C# OpenCvSharp DNN Image Retouching

目录 介绍 模型 项目 效果 代码 下载 C# OpenCvSharp DNN Image Retouching 介绍 github地址&#xff1a;https://github.com/hejingwenhejingwen/CSRNet (ECCV 2020) Conditional Sequential Modulation for Efficient Global Image Retouching 模型 Model Properti…
阅读更多...
信号系统之连续信号处理

信号系统之连续信号处理

1 Delta 函数 连续信号可以分解为缩放和移位的增量函数&#xff0c;就像处理离散信号一样。不同之处在于&#xff0c;连续 delta 函数比其离散函数复杂得多&#xff0c;在数学上也抽象得多。我们不是用它是什么来定义连续 delta 函数&#xff0c;而是用它所具有的特征来定义它…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023