STM32F103X datasheet学习笔记---GPIOs and AFIOs

1.前言

每个GPIO端口有如下几个寄存器进行操作：

• 两个32位配置寄存器：GPIOx_CRL, GPIOx_CRH
• 两个32位数据寄存器：GPIOx_IDR, GPIOx_ODR
• 一个32位set/reset寄存器：GPOx_BSRR
• 一个16位reset寄存器：GPIOx_BRR
• 一个32位锁定寄存器：GPIOx_LCKR

注：GPIO_BRR和GPIO_BSRR支持读写的原子访问

每组GPIO的 port可以配置成如下的IO方式：

2.GPIO基本结构

图 标准GPIO位的基本结构

图 port bit配置表

图 输出模式bit

3.GPIO功能描述

3.1 通用目的IO(GPIO)

• reset过程中或刚reset后

引脚的可选功能是无效的，端口被配置成Input Floating Mode(CNFx[1:0]=01b, MODEx[1:0]=00b).

RESET后JTAG pin：PA15: JTDI in PU  、 PA14: JTCK in PD  、  PA13: JTMS in PU   、 PB4: NJTRST in PU

• 配置为输出模式

写到GPIOx_ODR中的值被输出到port引脚，可能使用的驱动模式：push-pull  or open-drain

• 配置为输入模式

GPIOx_IDR在每个APB2时钟周期会捕获IO引脚上的数据

注：1.每个GPIO PIN都有一个弱上拉和一个弱下拉，在配置为输入模式时可以决定是否使能

• 原子的bit set/reset

在操作GPIO_ODR寄存器的时候没有必要关中断，通过写入GPIO_BRR或GPIO_BSRR来set或reset GPIO的相关port bit

• 外部中断/唤醒线

所有的gpio端口都具有中断/唤醒功能，要使用外部中断线，需要配置为输入功能

• IO配置锁定功能

当配置锁定功能后，GPIO的port bit将不能修改，除非reset

• GPIO寄存器说明

GPIO_CRL:设置GPIO低8个port bit的输入/输出模式、设置driver方式；

GPIO_CRH:设置GPIO高8个port bit的输入/输出模式、设置driver方式；

GPIO_IDR：显示每个GPIO port的输入值

GPIO_ODR：设置每个GPIO port的输出值

GPIO_BSRR:标记输出值寄存器的哪些位需要set/reset

GPIO_BRR:标记输出值寄存器的哪些位需要REset

GPIO_LCKR:设定GPIO的哪些port bit配置被锁定

3.2 可选功能（AF）

• 可选功能输入

port必须配置为输入模式（input floating, input pull-up, intpu pull-down）,且输入pin必须由外部驱动

• 可选功能输出

port必须配置为输出模式（push-pull or open-drain）

• 可选功能双向

在输出时，port必须配置为输出模式(push-pull or open-drain)；在输入时port必须配成输入模式（input floating）

注：1. 配置一个 port为可选功能输出，则会断开输出寄存器，并与外设的某个输出信号引脚链接，如图 标准GPIO位的基本结构

2. 如果软件将GPIO配置为可选功能输出，但是外设没有使能，这输出状态不确定

• 软件重现映射I/O可选功能

通过配置AFIO寄存器，重映射一些功能到其它引脚，此时这些可选功能将与原有GPIO断绝关联

• 举例：配置为UART功能

• AFIO寄存器说明

AFIO_EVCR:如果置位，cotex事件将发送到某个端口的pin

AFIO_MAPR/AFIO_MAPR2:对可选功能进行重新映射

AFIO_EXTICR1/AFIO_EXTICR2/AFIO_EXTICR3/AFIO_EXTICR4：设置各个GPIO的中断线

4. 参考文献

[1] STM32F101xx, STM32F102xx, STM32F103xx, STM32F105xx and

STM32F107xx advanced ARM®-based 32-bit MCUs