【JESSE】STM32初学（寄存器版）——GPIO操作[1]

@乔木 · 发表于 2017-8-21 19:56:25

可能有些朋友在别的论坛看到我发过类似的帖子，但这并不是一个帖子发多个论坛，因为某些原因，那个论坛我并不打算继续更帖；而是借着STM32社区这个平台继续完成。

在学校学习期间，曾遇到很多问题，有幸遇到了一些老师和朋友为我解答。现在看到一些学弟学习STM32的时候感觉很困难，遂在此写下个人浅显的见解，希望在他们遇到困难的时候能帮上一点忙。
如果大家发现有错误，希望大家能够指出，别让我误导大家了，哈哈。
我对STM32也并不精通，在这一过程中大家一起学习。
说说为什么用寄存器，现在有大量工具帮助大家建立工程，生成初始化代码，但是个人感觉学单片机这类东西还是要了解一下它的大致结构的，反正我不习惯用CubeMX这一类工具，这类工具让我觉得像是站在棉花上，没有脚踏实地的感觉，虚虚的。

大部分人写的第一个程序应该是“hello world”，第一个单片机程序应该是“点亮LED”，那我们就继续这种老套路。

我们先点个灯。
先说下，平台是STM32F469DIS板卡。

看看原理图中有关LED那部分

图中LED1—LED4分别是接在PG6、PD4、PD5、PK3引脚上，我们先点亮LED2试试。

贴出代码：

/*
开启GPIOD的时钟
*/
RCC->AHB1ENR |= 0x01<<3;
/*
将GPIOD->MODER寄存器中PIN4对应的位清零
（在这里，这一步其实可以省略，单片机复位之后便是0）
并不是所有端口复位之后都是清零的
*/
GPIOD->MODER &=~(0x03<<(2*4));
/*
将GPIOD->PIN4设置为输出模式
*/
GPIOD->MODER |= 0x01<<(2*4);
/*
设置输出速度为中速（25MHz）
*/
GPIOD->OSPEEDR |= 0x01<<(2*4);
/*
设置输出类型为通用推挽输出
*/
GPIOD->OTYPER &=~(0x01<<4);
/*
设置引脚输出低电平
*/
GPIOD->ODR &=~(0x01<<4);

复制代码

RCC->AHB1ENR |= 0x01<<3;

这条语句是开启GPIOD这个端口的时钟，STM32（其实不只是STM32）为了降低功耗，将外设的驱动时钟层层细化，并且可以单独控制，大部分外设的时钟默认是关闭的，所以我们如果要这个外设工作，第一件事便是打开它的驱动时钟。

这张图便是STM32的时钟树，可能现在看起来有点懵逼，但是随着深入之后慢慢就理解了。

为什么是操作AHB1总线上的寄存器呢，我们看下面这张图

这张图清晰的描述了部分外设的地址分布，GPIO端口正是挂载在AHB1总线上；所以，我们要操作GPIO外设就要配置AHB1中控制GPIO外设的寄存器，哪个寄存器呢，当然是使能寄存器

寄存器第三位便是GPIOD端口时钟的使能位，我们往里面写入1即可。

所以RCC->AHB1ENR |= 0x01<<3; 这条语句便是将AHB1ENR寄存器中的值先读出来，再在第三位（相对于第零位）上或上1，再写回去。

打开了GPIOD端口的时钟，我们再配置好GPIOD的相应寄存器，相应引脚便可以输出高低电平了。

这就列出了GPIO的寄存器

我们并不需要配置所有的寄存器，可以视情况而定，有些寄存器可以保持它复位后的状态即可。这里没有用上的寄存器或是对某些寄存器功能仍有疑惑，可以查看参考手册第7章通用IO

GPIOD->MODER &=~(0x03<<(2*4));

GPIOD->MODER |= 0x01<<(2*4);

MODER寄存器两个位控制了一个引脚，我们先将PD4对应的MODER寄存器清零（清零是为了防止运行这段代码之前对相应位进行了操作），MODERx中x便是标识这个位控制的第几个引脚；

GPIOD->MODER &=~(0x03<<(2*4));

清零之后，我们需要将其设置成相应模式，图中可以看到01是通用输出模式。

GPIOD->MODER |= 0x01<<(2*4);

GPIOD->OSPEEDR |= 0x01<<(2*4);

这句是设置引脚输出速度。没有清零是因为在这之前并没有对相应位进行操作，复位值便是‘00’，我们将其设置为了‘01’中速模式（25MHz）；

GPIOD->OTYPER &=~(0x01<<4);

这句便是只清零，没有置位，是因为我们保持‘0’即可，即下图所示的推挽模式。

我们并没有将GPIOD对应的寄存器全部配置一遍，因为有些寄存器在这个程序中并没有用上，像AFR寄存器、IDR寄存器。

配置完这些之后，PD4这个引脚基本就可以使用了

GPIOD->ODR &=~(0x01<<4);

我们往ODR寄存器中的相应位置为0，LED灯就亮了。

为什么是写‘0’亮LED？逻辑有些颠倒。

写‘0’，引脚输出低电平，根据原理图可知，只有引脚输出低电平LED才能导通。

配个效果图

最终的代码我做了一些修改，但是应该能看懂（有同学说看不懂我的代码，嗯~~我要面壁反思一下）

zero99 · 发表于 2017-8-21 20:18:39

过来支持一下啦

@乔木 · 发表于 2017-8-21 20:24:33

zero99 发表于 2017-8-21 20:18
过来支持一下啦

怎么也给个评分吧

andeyqi · 发表于 2017-8-21 22:22:03

谢谢分享

@乔木 · 发表于 2017-8-21 22:34:37

andeyqi 发表于 2017-8-21 22:22
谢谢分享

互相学习

epochal · 发表于 2017-8-22 07:24:13

学习了！

@乔木 · 发表于 2017-8-22 07:55:16

epochal 发表于 2017-8-22 07:24
学习了！

你们都是大神

乖乖妮 · 发表于 2017-8-22 08:43:18

@乔木发表于 2017-8-21 20:24
怎么也给个评分吧

等着你继续更呢

@乔木 · 发表于 2017-8-22 08:48:50

乖乖妮发表于 2017-8-22 08:43
等着你继续更呢

慢慢来嘛

freeelectron · 发表于 2017-8-22 08:53:47

板子不错