本文主要是介绍单片机第三季-第五课：GPIO控制LED，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
目录
1，GPIO数据手册
1.1，端口配置寄存器
1.2，端口输入数据寄存器和端口输出数据寄存器
1.3，端口位设置/清除寄存器
1.4，端口位清除寄存器
2，原理图分析和MDK工程
3，写代码通过GPIO点亮LED
4，STM32时钟设置函数移植
5，STM32外设编程经验总结
1，GPIO数据手册
每个GPI/O端口有两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH)，两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)，一个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR)，一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)和一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。
GPIOx_CRL，GPIOx_CRH中的x代表端口编号，CR代表control register，L代表Low，H代表High；
GPIOx_IDR和GPIOx_ODR中的IDR代表input data register，ODR代表output data register；
GPIOx_LCKR是锁定寄存器，可以将输出锁定，提升安全性，也是STM32与51单片机的区别，STM32用于工业控制的一个特点；
GPIO端口的每个位可以由软件分别配置成多种模式：
─ 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
前四种是输入模式，其中前三个是数字输入，第四个是模拟输入。
下图为IO端口的基本结构：
通过设置可将端口设置为输入或输出端口，图中上半部分为输入，下半部分为输出，输入模式是分为模拟输入以及通过TTL肖特基触发器转化为数字输入。输出模式中的P-MOS和N-MOS起到将输出增强的作用，在软件编程中重点是对图中寄存器的设置。
输出模式位代表着输出端口可设置的信号输出频率。
1.1，端口配置寄存器
端口配置低寄存器(GPIOx_CRL) (x=A..E)对应端口0-7和端口配置高寄存器(GPIOx_CRH) (x=A..E)对应端口8-18。
每个端口占四位，分别为CNFy[1:0]和MODEy[1:0]，一个寄存器可以配置8个IO。
如果一个端口中的IO超过8个就需要用到配置高寄存器(GPIOx_CRH)。
1.2，端口输入数据寄存器和端口输出数据寄存器
端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR) (x=A..E)：
端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR) (x=A..E)：
1.3，端口位设置/清除寄存器
端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR) (x=A..E)：
注：如果同时设置了BSy和BRy的对应位，BSy位起作用。也就是此时置位起作用。
1.4，端口位清除寄存器
端口位清除寄存器(GPIOx_BRR) (x=A..E)：
其他寄存器不再一一列举，具体参考数据手册。
2，原理图分析和MDK工程
需要分析STM32核心板和转接插座的对应端口，以及通过转接插座的端口连接LED的插接口。
选择PB8-PB15控制LED，也就是STM32的Port B。
起始代码：
不同的CPU的起始代码一般是不同的；
起始代码是用汇编写的，一般不需要看懂，知道点就行了。
3，写代码通过GPIO点亮LED
第一步，寄存器信息确认，确认使用端口地址，Port B，0X4001 0C00 - 0x4001 0FFF。
第二步，找到Port B对应要操作的寄存器，即第一节中介绍的几个寄存器。
有可能涉及到的GPIO的寄存器地址：
寄存器名 偏移量 寄存器地址
GPIOB_CRL 0x00 0x40010C00
GPIOB_CRH 0x04 0x40010C04
GPIOB_IDR 0x08 0x40010C08
GPIOB_ODR 0x0C 0x40010C0C
GPIOB_BSRR 0x10 0x40010C10
GPIOB_BRR 0x14 0x40010C14
第三步，通过C语言编程操作寄存器。
需要注意的几点：
(1)ARM是内存与IO统一编址的，所以ARM中的所有外设都是通过寄存器的方式来操作的
(2)每个寄存器都有地址，C语言通过这些地址来操作这些寄存器位，用到的C语言技巧主要是C语言的位操作和C语言指针。
(3)常见面试题：用C语言向内存地址0x30000004写入16
*(unsigned int *)0x30000004 = 16; 或者：
unsigned int *p = (unsigned int *)0x30000004; *p = 16;
下边的代码中直接通过操作寄存器的地址控制LED：
#define GPIOB_CRH 0x40010C04
#define GPIOB_ODR 0x40010C0Cvoid main()
{//将 port B端口的8-15设置为输出模式，最大速度50MHz，通用推挽输出模式*((unsigned int *)GPIOB_CRH) = 0x3333 3333;//输出1将8个LED灯全部点亮*((unsigned int *)GPIOB_ODR) = 0x0000 ffff;while(1)}4，STM32时钟设置函数移植
需要配置时钟的时钟控制寄存器(RCC_CR)，时钟配置寄存器(RCC_CFGR)
第一步，时钟控制寄存器(RCC_CR)打开HSE ON（使用外部晶振），检测是否ready（HSE RDY）。
第二部，时钟配置寄存器(RCC_CFGR)配置HPRE(AHB)、PPRE1(APB1)、PPRE2(APB2)、PLLSRC、PLLXTPRE、PLLMUL。
第三步，配置时钟控制寄存器(RCC_CR) ，PLL ON，并检测PLL RDY。
第四步，配置时钟配置寄存器(RCC_CFGR)中的SW，选择时钟源，并检测SWS状态。
时钟设置时需注意对flash相关寄存器的操作 。
另外需要注意各端口时钟的使能是独立的：
时钟函数代码：
头文件：
#ifndef __CLOCK_H__
#define __CLOCK_H__#include "gpio.h"// 寄存器宏定义
// RCC寄存器基地址0x40021000
#define RCC_BASE 0x40021000 // RCC部分寄存器的基地址·
#define RCC_CR (RCC_BASE + 0x00) // RCC_CR的地址·
#define RCC_CFGR (RCC_BASE + 0x04)#define FLASH_ACR 0x40022000// 用C语言来访问寄存器的宏定义
#define rRCC_CR (*((volatile unsigned int *)RCC_CR))
#define rRCC_CFGR (*((volatile unsigned int *)RCC_CFGR))
#define rFLASH_ACR (*((volatile unsigned int *)FLASH_ACR))// 时钟源切换到HSE并使能PLL，将主频设置为12MHz
void Set_SysClockTo72M(void);#endif源文件：
#include "clock.h"void Set_SysClockTo72M(void)
{unsigned int rccCrHserdy = 0;unsigned int rccCrPllrdy = 0;unsigned int rccCfrSwsPll = 0;unsigned int faultTime = 0;rRCC_CR = 0x00000083;rRCC_CR &= ~(1<<16); // 关闭HSEONrRCC_CR |= (1<<16); //打开HSEON，让HSEON工作do{rccCrHserdy = rRCC_CR & (1<<17); //检测第17位是否为1faultTime++;//检测时间}while ((faultTime<0x0FFFFFFF) && (rccCrHserdy==0));if ((rRCC_CR & (1<<17)) != 0){rFLASH_ACR |= 0x10;rFLASH_ACR &= (~0x03);rFLASH_ACR |= (0x02);// HSE ready，下面配置PLL并且等待readyrRCC_CFGR &= (~((0x0f<<4) | (0x07<<8) | (0x07<<11)));//rRCC_CFGR &= (~(0x3ff<<4));// AHB和APB2未分频，APB1被2分频，所以，AHB和APB2都是72MHz,APB是36MHzrRCC_CFGR |= ((0x0<<4) | (0x04<<8) | (0x0<<11));// 选择HSE作为PLL输入并且HSE不分频，所以PLL输入为8MHzrRCC_CFGR &= (~((1<<16) | (1<<17))); // 清零bit17和bit16rRCC_CFGR |= ((1<<16) | (0<<17)); //bit16置1// 设置PLL倍频系数为9rRCC_CFGR &= (~(0x0f<<18)); // 清零bit18-21rRCC_CFGR |= (0x07<<18); // 9倍频// 打开PLL开关rRCC_CR |= (1<<24);// do while 循环等待PLL时钟稳定faultTime = 0;do{rccCrPllrdy = rRCC_CR & (1<<25); //检测25为是否为1faultTime++;//检测时间}while ((faultTime<0x0FFFFFFF) && (rccCrPllrdy==0));//while (rccCrPllrdy==0);if ((rRCC_CR & (1<<25)) == (1<<25)){// 到这里说明PLL已经稳定了，可以用了，下面就可以切了// 切换PLL输出为SYSCLKrRCC_CFGR &= (~(0x03<<0)); rRCC_CFGR |= (0x02<<0); faultTime = 0;do{rccCfrSwsPll = rRCC_CFGR & (0x03<<2); //检测第25位是否为1faultTime++;//检测时间}while ((faultTime<0x0FFFFFFF) && (rccCfrSwsPll!=(0x02<<2)));if ((rRCC_CFGR & (0x03<<2))== (0x02<<2)){//到这里时钟就设置好了}else{// 到这里说明PLL输出作为SYSCLK不成功while (1);}}else{// 到这里说明PLL启动时出错了，PLL不能稳定工作while (1);}}else{// HSE配置超时，说明HSE不可用，一般硬件存在问题while (1);}
}5，STM32外设编程经验总结
STM32和51或其他简单单片机的相同：
(1)开发环境都是Keil；
(2)都是看原理图和数据手册；
(3)都是用C语言；
STM32和51或其他简单单片机的不同：
(1)工程会更复杂，会用到Keil的一些高级设置；
(2)原理图和数据手册比简单单片机更复杂（复杂不是难）；
(3)STM32会用到C语言的更多高级特性 ；
这篇关于单片机第三季-第五课：GPIO控制LED的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
