最近开始系统的学习正点原子的开发板探索者，在此总结一下自己关于IO的学习。本文参照STM32F4开发指南——库函数版本。
1. 每组IO的寄存器
- 4 个 32 位配置寄存器（MODER、OTYPER、 OSPEEDR和 PUPDR）
MODER 寄存器，该寄存器是 GPIO 端口模式控制寄存器，四种模式：输入模式，通用输出模式，复用功能模式，模拟功能；
OTYPER 寄存器，该寄存器用于控制 GPIOx 的输出类型，仅用于输出模式，两种状态：输出推挽，输出开漏；
PUPDR 寄存器，该寄存器用于控制 GPIOx 的上拉/下拉，三种设置状态：无上拉或下拉，上拉，下拉；
OSPEEDR 寄存器，该寄存器用于控制 GPIOx 的输出速度,四种输出速度：2MHz，25MHz，50MHz,100MHz - 2 个 32 位数据寄存器（IDR 和 ODR）
IDR 寄存器，该寄存器用于读取 GPIOx 的输入。
ODR 寄存器，该寄存器用于控制 GPIOx 的输出。 - 1 个 32 位置位/复位寄存器 (BSRR)
32 位置位/复位寄存器 (BSRR)，这个寄存器是用来置位或者
复位 IO 口。 - 1 个 32 位锁定寄存器 (LCKR)
不常用 - 2 个 32 位复用功能选择寄存器（AFRH 和 AFRL）
复用功能选择寄存器（AFRH 和 AFRL），这两个寄存器是用来设置 IO 口的复用功能的，两个32位寄存器每4位控制一个IO位的映射，使控制的引脚连接对应的复用功能。
常用的有 4 个配置寄存器+2 个数据寄存器+2 个复用功能选择寄存器
2. 初始化IO为输出模式的步骤
以下步骤以初始化GPIOF9、F10为普通IO为输出模式，采用配套的固件库
1） 使能 IO 口时钟。调用函数为 RCC_AHB1PeriphClockCmd ()
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//使能 GPIOF 时钟
//GPIOF9,F10 初始化设置
2） 初始化 IO 参数。调用函数 GPIO_Init();这里主要配置4个配置寄存器，未启用复用功能，所以不用操作复位功能寄存器
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;//LED0 和 LED1 对应 IO 口
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//初始化 GPIO
3） 操作 IO。进行设置IO输出高电平和低电平，
GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_9); //设置 GPIOF.9 输出 1,等同 LED0=1;
GPIO_ResetBits (GPIOF, GPIO_Pin_9); //设置 GPIOF.9 输出 0,等同 LED0=0;
或宏定义位带操作：
#define PFout(n) BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n) //输出，位带操作宏定义
#define LED0 PFout(9) // DS0
#define LED1 PFout(10)//DS1
LED0=0;
LED0=1;
3. 输入模式的初始化IO
1） 使能 IO 口时钟。调用函数为 RCC_AHB1PeriphClockCmd ()
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE);//使能 GPIOA,GPIOE 时钟
2） 初始化 IO 参数。调用函数 GPIO_Init();这里主要配置3个配置寄存器，不需要配置OTYPER 寄存器（因为其仅用于输出）。未启用复用功能，所以不用操作复位功能寄存器
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE);//使能 GPIOA,GPIOE 时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;//KEY0 KEY1 KEY2 对应引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化 GPIOE2,3,4
操作 IO。读取端口电平状态
#define KEY0 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_4) //PE4
#define KEY1 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_3) //PE3
#define KEY2 GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_2) //PE2
或位带操作的实现
#define PAin(n) BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n) //输入
#define KEY0 PEin(4) //PE4
#define KEY1 PEin(3) //PE3
#define KEY2 PEin(2) //P32
4. IO复用为串口功能的步骤
本次以串口1为例，对应得引脚为PA9(TX）和PA10（RX)
- 串口时钟使能， GPIO 时钟使能。
//GPIOA 和 USART1 时钟使能①
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能 GPIOA 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能 USART1 时钟
- 设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数。
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //PA9 复用为 USART1
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //PA10复用为USART1
- GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9 与 GPIOA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度 50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化 PA9， PA10
- 串口参数初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为 8 位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl =USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口
- 开启中断并且初始化 NVIC，使能中断（如果需要开启中断才需要这个步骤）。
#if EN_USART1_RX //NVIC 设置，使能中断 ⑤
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//抢占优先级 2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =2; //响应优先级 2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化 VIC 寄存器、
#endif
- 使能串口。
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口
- 编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)。
void USART1_IRQHandler(void) ,该函数中断启用时用到，串口中断一般直接采用，尽量自己去理解其运行过程