簡介

不同的開發(fā)板的原理圖結(jié)構(gòu)也不盡相同，筆者在這里使用野火的MINI-V3（F103VET6）簡易開發(fā)板對GPIO口的設(shè)置做一個簡單的介紹，并實現(xiàn)按鍵控制LED燈的亮滅。方便讀者可以快速熟悉并靈活應(yīng)用。

原理圖分析

首先我們來看一下發(fā)光二極管部分和按鍵部分的原理圖。

下面是按鍵的原理圖部分：

在這里，我們將使用KEY1(PA0)來控制紅燈PB5的亮滅。由原理圖可知，其控制LED燈的PB5引腳為低電平時，燈亮。當(dāng)KEY1按下時，PA0引腳由之前的低電平轉(zhuǎn)為高電平（3V3）。明確了目的之后我們就可以分析GPIO口并進(jìn)行設(shè)置了。

GPIO設(shè)置

經(jīng)過上述的功能明確之后，我們將其分為兩大類，分別是輸入類（如按鍵）和輸出類（LED燈）。
STM32系列單片機(jī)的引腳有著豐富的功能，在這里將其芯片的GPIO口部分的結(jié)構(gòu)圖放出，有興趣的朋友可自行研究或在評論區(qū)留言討論。在這里筆者將不再講解時鐘樹的相關(guān)內(nèi)容，以免對初學(xué)者造成較大壓力，有興趣的朋友可自行參考官方文檔。

輸入輸出模式

GPIO的輸入、輸出種類詳見下表。

功能名稱簡述輸入上拉輸入（GPIO_Mode_IPU）默認(rèn)狀態(tài)下（引腳無輸入），讀得的數(shù)據(jù)為1，高電平輸入下拉輸入（GPIO_Mode_IPD）與上拉輸入相反，默認(rèn)為0，低電平輸入浮空輸入（GPIO_Mode_IN_FLOATING）輸入不確定，無上拉和下拉。輸入阻抗較大，一般用于標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議如I2C、USART的接收端輸入模擬輸入模式（GPIO_Mode_AIN）一般由ADC采集電壓信號時將其設(shè)置為模擬輸入。輸出普通推挽輸出（GPIO_Mode_Out_PP）輸出電平為3.3V輸出普通開漏輸出（GPIO_Mode_Out_OD）若要輸出5V，則需外加上拉電阻，電源為5V。輸出為高阻態(tài)時，由上拉電阻和電源向外輸出5V的高電平輸出復(fù)用推挽輸出（GPIO_Mode_AF_PP）引腳復(fù)用功能采用復(fù)用模式輸出復(fù)用開漏輸出（GPIO_Mode_AF_OD）復(fù)用模式，且加入上拉電阻

由上表可知，我們需要將LED燈的引腳設(shè)置為推挽輸出。按鍵部分的輸入可以是上拉輸入也可以是下拉輸入。在這里，因為我們的電路原理圖設(shè)置的是按鍵按下為高，釋放為低。所以我們使用下拉輸入的模式 。

結(jié)構(gòu)體設(shè)置

STM32以高效的庫函數(shù)開發(fā)而著稱。由于其寄存器過多，不適合類似51系列單片機(jī)的寄存器操作，所以我們將直接采用庫函數(shù)開發(fā)的方法（CMSIS 3.5.0版本）。

STM32的庫函數(shù)將結(jié)構(gòu)體的功效發(fā)揮到了極致，我們首先來看一下GPIO口的結(jié)構(gòu)體定義：

typedefstruct{uint16_tGPIO_Pin;/*!
在這個結(jié)構(gòu)體之中，主要包括三個成員：引腳設(shè)置（GPIO_Pin）、引腳最大輸出速度（GPIO_Speed）和引腳模式（GPIO_Mode）。在這之中，GPIO還有一個重要的定義，即確定組別：GPIOA~GPIOG.
他們的種類又可以分別劃分為：
GPIO_Speed:
GPIO_Speed_10MHz
GPIO_Speed_2MHz
GPIO_Speed_50MHz
GPIO_Mode:
GPIO_Mode_AIN
GPIO_Mode_IN_FLOATING
GPIO_Mode_IPD
GPIO_Mode_IPU
GPIO_Mode_Out_OD
GPIO_Mode_Out_PP
GPIO_Mode_AF_OD
GPIO_Mode_AF_PP
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
GPIO_Pin_8
GPIO_Pin_9
GPIO_Pin_10
GPIO_Pin_11
GPIO_Pin_12
GPIO_Pin_13
GPIO_Pin_14
GPIO_Pin_15
熟悉結(jié)構(gòu)體類別以后我們可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)體的定義以及GPIO口的初始化。由于GPIO處于APB2時鐘線下，所以我們必須要開啟相應(yīng)的時鐘。代碼如下：
voidkey_gpio_config(void){GPIO_InitTypeDefkey_struct;//定義結(jié)構(gòu)體RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//開啟時鐘key_struct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;//結(jié)構(gòu)體成員設(shè)置；對于按鍵初始化而言，由于GPIO是輸入模式，故不必設(shè)置最大輸出速度key_struct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;GPIO_Init(GPIOA,&key_struct);//初始化引腳}voidled_gpio_config(void){//同上GPIO_InitTypeDefled_struct;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);led_struct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;led_struct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;led_struct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB,&led_struct);}12345678910111213141516
自此，結(jié)構(gòu)體設(shè)置結(jié)束。下面進(jìn)行GPIO口的操作。
GPIO操作
對于庫函數(shù)開發(fā)來說，一切硬件操作都可以使用函數(shù)來解決。如：
uint16_tGPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef*GPIOx)//ReadsthespecifiedGPIOinputdataport.uint8_tGPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin)//Readsthespecifiedinputportpin.uint16_tGPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef*GPIOx)//ReadsthespecifiedGPIOoutputdataport.uint8_tGPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin)//Readsthespecifiedoutputdataportbit.voidGPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin)//Clearstheselecteddataportbits.voidGPIO_SetBits(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin)//Setstheselecteddataportbits.voidGPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef*GPIO_InitStruct)//FillseachGPIO_InitStructmemberwithitsdefaultvalue.voidGPIO_Write(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tPortVal)//WritesdatatothespecifiedGPIOdataport.voidGPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,BitActionBitVal)//Setsorclearstheselecteddataportbit.12345678910111213141516171819202122232425262728
對于本題目而言，使用簡單的寫入操作即可。
intmain(){led_gpio_config();GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_5,1);//初始化，使燈為熄滅狀態(tài)key_gpio_config();while(1){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==1){GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_5,Bit_RESET);}else{GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_5,Bit_SET);}}}123456789101112131415
至此，GPIO的操作完成，功能也成功實現(xiàn)。但是按鍵部分未加消抖處理，所以可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)。不過對于本示例來說，這一現(xiàn)象并不明顯。