基础知识

STM32F103RCT6有（16*3+3）个IO口，每个IO口有以下工作模式：
（1） GPIO_Mode_AIN 模拟输入（开关1、2均打开，开关3打开）
（2） GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入（开关1、2均打开，开关3关闭）（悬空时不确定）
（3） GPIO_Mode_IPD 下拉输入（开关1打开，开关2闭合，开关3闭合）（悬空时保持高电平）
（4） GPIO_Mode_IPU 上拉输入（开关1闭合，开关2打开，开关3闭合）（悬空时保持低电平）
（5） GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出（P-MOS一直处于关闭状态，当输出高电平，N-MOS管关闭，输出由外部决定，当输出低电平时，N-MOS管闭合，输出为低电平。）
（6） GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出（当输出为高电平时，P-MOS处于开启状态，N-MOS处于关闭状态，输出高电平。当输出为低电平时，P-MOS处于关闭状态，N-MOS处于开启状态，输出低电平。）
（7） GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出（与开漏输出模式类似。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。）
（8） GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出（与推挽输出类似，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。）

GPIO端口结构.PNG

开漏输出：只可以输出强低电平，高电平得靠外部电阻拉高。输出端相当于三极管的集电极。适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内)；
推挽输出:可以输出强高、低电平，连接数字器件。

寄存器

STM32 的每个 IO 端口都有 7 个寄存器来控制。他们分别是：配置模式的 2 个 32 位的端口配置寄存器 CRL 和 CRH；2 个 32 位的数据寄存器 IDR 和 ODR；1 个 32 位的置位/复位寄存器BSRR；一个 16 位的复位寄存器 BRR；1 个 32 位的锁存寄存器 LCKR。
端口配置寄存器每位rw。

输出模式位.PNG
端口配置表.PNG
CRH.PNG
CRL.PNG

数据寄存器只有低16位有效。

ODR.PNG
IDR.PNG
置位/复位寄存器BSRR 写入0无效 BR写入1清除对应ODR位为0，BS写入1设置对应的ODR位为1
BSRR.PNG
复位寄存器BRR写入0无效写入1清除对应ODR位为0（作用与BSRR的BR相同）
BRR.PNG
锁存寄存器 LCKR，用于锁定配置寄存器 CRL和CRH的值。一旦被锁住，只有再次“复位GPIO口”才能解锁。锁键的写入序列：写1 -> 写0 -> 写1 -> 读0 -> 读1。在操作锁键的写入序列时，不能改变LCK[15:0]的值。
LCKR.PNG

为了优化 64 脚或 100 脚封装的外设数目，可以把一些复用功能重新映射到其他引脚上。设置 复用重映射和调试I/O配置寄存器(AFIO_MAPR)实现引脚的重新映射。这时，复用功能不再映射到它们的原始分配上。即AFIO寄存器。（先不学习）

开发板代码分析

通过代码控制 ALIENTEK MiniSTM32 开发板上的两个 LED：DS0 和 DS1 交替闪烁，实现类似跑马灯的效果。DS0 接 PA8，DS1 接 PD2。

寄存器

配置GPIO前要先配置所在的时钟。

APB2ENR.PNG

RCC->APB2ENR|=1<<2; //使能 PORTA 时钟
RCC->APB2ENR|=1<<5; //使能 PORTD 时钟

PA8 PD2输出高低电平，推挽输出，CNFMODE配置：0011（50MHz）（11二进制中为3）

GPIOA->CRH&=0XFFFFFFF0;
GPIOA->CRH|=0X00000003;//PA8 推挽输出
GPIOA->ODR|=1<<8; //PA8 输出高
GPIOD->CRL&=0XFFFFF0FF;
GPIOD->CRL|=0X00000300;//PD.2 推挽输出
GPIOD->ODR|=1<<2; //PD.2 输出高

设置输出高低电平，开发板中附带了sys.h内含有位操作定义，可直接使用

LED0=0; LED1=1;(#define LED0 PAout(8) // DS0 #define LED1 PDout(2) // DS1)

若无位操作，可以通过ODR寄存器来控制输出高低电平。

#define LED0 (1<<8) //led0 PA8
#define LED1 (1<<2) //led1 PD2
#define LED0_SET(x) GPIOA->ODR=(GPIOA->ODR&~LED0)|(x ? LED0：0)
#define LED1_SET(x) GPIOD->ODR=(GPIOD->ODR&~LED1)|(x ? LED1：0)

库函数

库函数的使用需要添加相应的库函数文件。
时钟使能

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|
RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); //使能 GPIOA,GPIOD 端口时钟

PA8 PD2输出高低电平，推挽输出。初始化配置函数，输入配置参数。

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //LED0-->PA8 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO 口速度为 50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //初始化 PA8
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8); //PA8 输出高
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //LED1-->PD2 推挽输出
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure); //初始化 PD2
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2); //PD2 输出高

设置输出高低电平

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8); //GPIOA->BRR=GPIO_Pin_8;
GPIO_ResetBits (GPIOA, GPIO_Pin_8); //GPIOA->BSRR=GPIO_Pin_8;

实践

MDK工程框架搭建

1. 新建工程时，选择CORE DSP GPIO Startup文件（与开发板实例中的不同）
   CORE为Cortex-M3内核支持库，DSP为信号处理算法库、GPIO为通用目的输入、输出口驱动库、Startup为芯片启动代码库。
2. 分组管理添加工程，以及路径配置
3. 配置输出和仿真设置
   main 函数为入口 运行时main函数里用到的函数需要声明，这些声明在头文件里。

寄存器工程实例

includes.h 包含了所有需要的头文件。

#include "includes.h"
void LEDInit(void)
{
    RCC->APB2ENR |=(1<<2)|(1<<5);
    GPIOA->CRH&=0XFFFFFFF0;
    GPIOA->CRH|=0X00000003;//PA8 推挽输出
    GPIOA->ODR|=1<<8; //PA8 输出高
    GPIOD->CRL&=0XFFFFF0FF;
    GPIOD->CRL|=0X00000300;//PD.2 推挽输出
    GPIOD->ODR|=1<<2; //PD.2 输出高
 } 
 void LED(Int08U w, LEDState s)
 {
    switch(w)
    {
        case 0:
            if(s==LED_ON)
            GPIOA->BRR=(1<<8);
            else
            GPIOA->BSRR=(1<<8);
            break;
        case 1:
            if(s==LED_ON)
            GPIOD->BRR=(1<<2);
            else
            GPIOD->BSRR=(1<<2);
            break;
     }
 }

#include "includes.h"
void Delay(Int32U);
int main(void)
{
    LEDInit();
    for(;;)
    {
        LED(0,LED_ON);
        LED(1,LED_OFF);
        Delay(500);
        LED(0,LED_OFF);
        LED(1,LED_ON);
        Delay(500);
    }
 } 
 void Delay(Int32U u)
 {
    Int32U i,j;
    for(i=0;i<u;i++)
     for(j=0;j<12000;j++);
 }

变量类型重命名

#ifndef _VARTYPES_H
#define _VARTYPES_H

typedef unsigned char  Int08U;
typedef signed char    Int08S;
typedef unsigned short Int16U;
typedef signed char    Int16S;
typedef unsigned int   Int32U;
typedef signed int     Int32S;
typedef float          float32;
typedef enum{LED_ON,LED_OFF} LEDState;
#endif

库函数工程实例

库函数和寄存器不同的是，项目管理处需要添加库函数需要的文件，本例程添加“gpio”和“rcc”即可。程序部分只需要修改“led.c”部分。
库函数下载地址 https://download.csdn.net/download/alanzjl/8638291
libraries 中 inc存放.h文件 src存放.c文件，可以从别的文件夹如例程中拷贝stm32f10x_conf.h文件。
在C/C++选项卡中添加两个全局宏定义常量STM32F10X_HD和USE_STDPERIPH_DRIVER。
需要修改的led.c文件：

#include "includes.h"
void LEDInit(void)
{
    GPIO_InitTypeDef g;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);
    g.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;
    g.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
    g.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &g);
    
    g.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2;
    g.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
    g.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOD, &g);
 } 
 void LED(Int08U w, LEDState s)
 {
    switch(w)
    {
        case 0:
            if(s==LED_ON)
            GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);
            else
            GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_8);
            break;
        case 1:
            if(s==LED_ON)
            GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
            else
            GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);
            break;
     }
 }

加入库函数时，可以使用库函数提供的API函数，也可以直接使用寄存器方法。

STM32Cube应用

STM32Cube使用比较简单，外设的配置可以自动生成。而且可以生成报表。只需要填写主函数的逻辑关系即可。填写时可通过hal_gpio.h查看函数名称。

while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
      HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);
      HAL_Delay(1000);
      HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_Delay(1000);

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }

总结

1. 目标确定，分析要用到哪些外设；
2. 写主函数，分析需要调用哪些子函数；
3. 写子函数，分析用哪种方式配置外设（包括所在时钟）；
4. 添加头文件等整理项目。