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GPIO_Init()函数详解

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楼主
ID:79466 发表于 2015-5-20 02:28 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
函数目的:对GPIO进行初始化。
如果对寄存器操作GPIO有一定了解的话,对下面理解起来就比较简单。
如果将GPIO口设置为输出模式,要设置两个寄存器,CRL与ODR。
CRL:规定了低8位GPIO的输出输入状态模式。
ODR:只用[15:0]确定GPIO端口的输出值。
如下重点要理解CRL的工作方式。

CRL设置原理如上:
例如设置端口PD7,那么就需要设置[31:28]四位,首先确定输入低二位输入输出状态及输出模式下的速度,高二位设置GPIO端口的工作方式。如果不理解,多看看两幅原理图。
编写GPIO_Init()的原理(以CRL为例):
1.首先对GPIO_Mode,GPIO_Pin,GPIO_Speed进行宏定义。与CRL中使用略有差异,对GPIO_Mode中的定义,可以看到输出模式下的定义的高四位均为0x1.而输入模式下设置为0/2/4,此举的目的是为了便于计算机进行识别处理。进行完第一步后,能够的得到4位的GPIO的状态的数据。
2.管脚及管脚的输出值如何确定。这是GPIO_Init()的第二个难点。
首先确定GPIO_Pin是哪个管脚,然后确定后,将CRL寄存器的4*Pin的位置上的数据值为零,然后将第一步的取得值赋予CRL。
3.CRH和CRL的原理相同,通过 if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00)来判断是设置GPIO的低8位和高8位。

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
//GPIO_Init()函数定义
{
  uint32_t currentmode = 0x00, currentpin = 0x00, pinpos = 0x00, pos = 0x00;
  uint32_t tmpreg = 0x00, pinmask = 0x00;
//定义变量用作GPIO中CRL、CRH、ODR的判定

  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_InitStruct->GPIO_Mode));
  assert_param(IS_GPIO_PIN
(GPIO_InitStruct->GPIO_Pin));  
  //检查实参是否符合要求

  currentmode = ((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x0F);
//将GPIO_Mode的值与0x0f相与,只取Mode的低四位将值赋予currentmode。
  if ((((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x10)) != 0x00)
//说明是输出。需要对速度进行配置。
// GPIO_Mode_AIN = 0x0,
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,
  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18
由此可以看出当上式判断为真时,即GPIO设定为输出模式。则进行下步判断。
  {

assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_InitStruct->GPIO_Speed));
//判断GPIO_Speed的速度值是否符合要求

currentmode |= (uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Speed;
//若为输出,将速度配置到最后两位。
//注意:因为GPIO_Mode设置的值得低二位均为零,所以将GPIO_Speed赋予currentmode。
  }


  if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00)
//判断是否是设置CRL。
  {
tmpreg = GPIOx->CRL;
//首先将GPIOx_CRL的值赋予tmpreg。
for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
//通过循环比较,确定管脚
    {
      pos = ((uint32_t)0x01) << pinpos;
//位移操作,简单好用

      currentpin = (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos;
//   将定义的GPIO_Pin与pos相与,如同下句,对管脚定位
      if (currentpin == pos)
//如果管脚确定为第pos个管脚。
      {
        pos = pinpos << 2;
//那么就将pinpos的向左位移两位。即理解为位置乘以4.这需要看下CRL寄存器原理

        pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
//将0x0f(1111)向左位移pos位(刚刚经过pinpos向左位移过两位)。即将CRL要处理的位置进行处理。
        tmpreg &= ~pinmask;
//将tmpreg的相应位置置零!

        tmpreg |= (currentmode << pos);
//将刚刚设置好的currentmode放置到指定的位置(原理参照CRL)。

        if (GPIO_InitStruct->GPIO  _Mode == GPIO_Mode_IPD)
        {
          GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
        }
        else
        {

          if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
          {
            GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
          }
//若为上下拉输入。如上设置,较为简单。
        }
      }
    }
    GPIOx->CRL = tmpreg;
  }


  if (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin > 0x00FF)
  {
    tmpreg = GPIOx->CRH;
    for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
    {
      pos = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));

      currentpin = ((GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos);
      if (currentpin == pos)
      {
        pos = pinpos << 2;

        pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;
        tmpreg &= ~pinmask;

        tmpreg |= (currentmode << pos);

        if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD)
        {
          GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));
        }

        if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)
        {
          GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << (pinpos + 0x08));
        }
      }
    }
    GPIOx->CRH = tmpreg;
  }
}

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沙发
ID:871292 发表于 2022-9-6 21:48 | 只看该作者
好,分析得很详细,谢谢!
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板凳
ID:728915 发表于 2022-12-17 11:49 | 只看该作者
楼主辛苦了,刚好想做一个基于寄存器的IO口初始化函数,便于不同IO口的快速操作。,
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地板
ID:1093869 发表于 2023-10-11 11:54 | 只看该作者
很详细
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