手把手教你入门STM32的GPIO：使用GPIO输入
手把手教你入门STM32的GPIO：使用GPIO输入
STM32微控制器的GPIO（通用输入输出）引脚是其与外部设备交互的重要接口。本文将详细介绍如何配置STM32的GPIO引脚以实现输入功能，包括基本概念、配置步骤和注意事项，帮助开发者更好地理解和使用这一功能。
GPIO 输入的基本概念
GPIO引脚可以配置为输入或输出模式。在输入模式下，GPIO用于读取外部信号，比如开关、传感器等。以下是关于STM32 GPIO输入的一些基本知识点：
- 引脚配置：每个GPIO引脚可以独立配置为输入或输出，支持多种输入模式。
- 输入模式：GPIO输入引脚可以配置为上拉、下拉或浮空输入，以适应不同的电路设计。
- 中断功能：GPIO输入支持外部中断，可以在信号变化时触发中断处理程序，增强实时响应能力。
STM32 GPIO 输入配置步骤
配置STM32的GPIO输入一般需要以下几个步骤：
选择GPIO引脚
- 确定要使用的GPIO引脚，参考STM32的引脚图，确保该引脚支持输入功能
启用时钟
使用RCC（时钟控制器）启用对应GPIO端口的时钟。每个GPIO端口（如GPIOA、GPIOB等）都有各自的时钟，使得该端口能够正常工作。
函数原型：
void RCC_APB1PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB1Periph, FunctionalState NewState);
参数说明：
RCC_APB1Periph：指定需要使能时钟的APB1外设，可以是以下值之一或组合（使用“按位或”操作）：
RCC_APB1Periph_TIM2：定时器2
RCC_APB1Periph_TIM3：定时器3
RCC_APB1Periph_TIM4：定时器4
RCC_APB1Periph_USART2：USART2
RCC_APB1Periph_USART3：USART3
RCC_APB1Periph_I2C1：I2C1
RCC_APB1Periph_I2C2：I2C2
RCC_APB1Periph_CAN1：CAN1
RCC_APB1Periph_PWR：电源接口
RCC_APB1Periph_BKP：备份接口
RCC_APB1Periph_WWDG：独立看门狗
其他设备按需设置。
NewState：指定外设时钟的新状态，可选值：
ENABLE：使能该外设的时钟。
DISABLE：禁用该外设的时钟。
使用示例
例如，要使能USART2的时钟，可以使用如下代码：
#include "stm32f10x_rcc.h"
void RCC_Config(void) {
// 启用USART2的时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_GPIOA, ENABLE);
}
配置引脚模式
使用GPIO_InitTypeDef结构体设置引脚模式、上拉/下拉电阻等属性。引脚模式包括输入模式、输出模式等，具体可根据需要进行设置。
在调用GPIO_Init()函数前，需先定义并设置GPIO_InitTypeDef结构体的成员变量。该结构体通常包含以下成员：
typedef struct
{
uint16_t GPIO_Pin; // GPIO引脚，可以是GPIO_Pin_0~GPIO_Pin_15
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; // GPIO模式，如输入、输出、复用等
GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; // GPIO速度，仅在输出模式下有效
} GPIO_InitTypeDef;
- GPIO_Pin：指定要配置的GPIO引脚，可以是GPIO_Pin_0到GPIO_Pin_15。可以用|运算符选择多个引脚。
- GPIO_Mode：指定GPIO模式，具体如下：
- GPIO_Mode_AIN：模拟输入模式。
- GPIO_Mode_IN_FLOATING：浮空输入模式。
- GPIO_Mode_IPD：下拉输入模式。
- GPIO_Mode_IPU：上拉输入模式。
- GPIO_Mode_Out_OD：开漏输出模式。
- GPIO_Mode_Out_PP：推挽输出模式。
- GPIO_Mode_AF_OD：复用功能开漏输出模式。
- GPIO_Mode_AF_PP：复用功能推挽输出模式。
- GPIO_Speed：指定输出速度，仅在输出模式有效：
- GPIO_Speed_10MHz：10 MHz速度。
- GPIO_Speed_2MHz：2 MHz速度。
- GPIO_Speed_50MHz：50 MHz速度。
假设我们要将GPIOA的PA0配置为上拉输入模式，代码如下：
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
void GPIO_Config(void) {
// 启用GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 配置PA0为上拉输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 设置速度，不影响输入模式
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
初始化引脚
调用GPIO_Init()函数完成引脚的初始化，确保引脚配置生效。
参数说明：
- GPIOx：指定GPIO端口，可以是GPIOA、GPIOB等（视具体芯片而定）。
- GPIO_InitStruct：指向GPIO_InitTypeDef结构体的指针，该结构体定义了引脚的初始化设置。
读取引脚状态
使用GPIO_ReadInputDataBit()函数读取引脚的状态，以获取外部信号的当前状态。
参数说明：
- GPIOx：指定GPIO端口，可以是GPIOA、GPIOB等（具体端口视芯片不同而变化）。
- GPIO_Pin：指定GPIO引脚，可以是GPIO_Pin_0、GPIO_Pin_1等。
返回值：
- 1：表示引脚为高电平。
- 0：表示引脚为低电平。
uint8_t pinState = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0);
if (pinState) {
// 引脚状态为高电平
} else {
// 引脚状态为低电平
}
注意事项
在进行GPIO输入配置时，以下注意事项值得关注：
- 确保时钟启用：在配置GPIO之前，必须正确启用时钟。没有启用时钟的GPIO引脚将无法正常工作。
- 外部中断配置：使用外部中断时，除了配置GPIO引脚外，还需要正确配置NVIC（中断控制器），以处理相应的中断服务例程（ISR）。
- 信号去抖动：在读取开关等机械信号时，可能会出现抖动现象。可以通过软件去抖动或硬件滤波器来提高信号的稳定性。
总结
STM32的GPIO输入功能为外部设备交互提供了灵活的解决方案。通过正确配置GPIO引脚，开发者可以有效地读取外部信号，并在需要时触发中断，增强系统的响应能力。希望本文能够帮助您更好地理解和使用STM32的GPIO输入功能。在实际应用中，根据具体需求灵活配置GPIO将极大提升系统的性能与可靠性。
本文原文来自CSDN