第五章GPIO和中断

第五章GPIO与中断,1、GIO的特点2、GPIO寄存器操作3、GPIO的编程4、中断和事件,GPIO特色,多大80多种功能的双向IO:共5个端口（A、B、C、D、E）每个端口共16位标准IO口可承受5V电压IO口可吸纳25mA电流18MHZ的翻转速度可配置输出速度达到50MHZ多达16路模拟输入,GPIO功能描述,每个GPI/O端口有：两个配置寄存器(GPIOx_CRL，GPIOx_CRH)两个数据寄存器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)一个置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR)，一个复位寄存器(GPIOx_BRR)一个锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。,I/O引脚的8种配置模式输入：浮空上/下拉模拟输入输出：可配置上/下拉的推挽输出开漏输出,推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件开漏输出:输出端相当于三极管的集电极.要得到高电平状态需要上拉电阻才行.适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).,每个I/O端口位可以自由编程，然而I/0端口寄存器必须按32位字被访问(不允许半字或字节访问)。GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器允许对任何GPIO寄存器的读/更改的独立访问,端口位配置表,I/O端口位的基本结构,输入浮空/上拉/下拉配置,输出配置,复用功能配置,复用功能,对于复用的输入功能，端口必须配置成输入模式(浮空、上拉或下拉)且输入引脚必须由外部驱动对于复用输出功能，端口必须配置成复用功能输出模式(推挽或开漏)。对于双向复用功能，端口位必须配置复用功能输出模式(推挽或开漏)。如果把端口配置成复用输出功能，则引脚和输出寄存器断开，并和片上外设的输出信号连接。如果软件把一个GPIO脚配置成复用输出功能，但是外设没有被激活，它的输出将不确定。,模拟输入配置,GPIO寄存器的操作,SM32F10X硬件文档.PDF,GPIO_Mode值,例如：IO配置,GPIO_Mode_AIN=0 x0,模拟输入GPIO_Mode_IN_FLOATING=0 x04,浮空输入GPIO_Mode_Out_OD=0 x14,表示配置相应管脚为GPIO开漏输出(真双向IO)GPIO_Mode_Out_PP=0 x10,通用推挽输出模式GPIO_Mode_AF_OD=0 x1C,表示配置相应管脚为复用功能的开漏输出GPIO_Mode_AF_PP=0 x18复用功能的推挽输出模式,配置GPIO口,GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_All;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA,GPIO_Pin,注意：使用操作符“|”可以一次选中多个管脚。可以使用下表中的任意组合,GPIO库函数,函数GPIO_Init,GPIO_Init(GPIOD,函数GPIO_StructInit,GPIO_InitStruct缺省值GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;GPIO_StructInit(,函数GPIO_SetBits,例如：对A口的13GPIO置位GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_13);,函数GPIO_ResetBits,例如：对C口的15GPIO清除位GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_15);,函数GPIO_WriteBit,例如：对C口的GPIO5管脚写入1GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,0 x20);,函数GPIO_Write,例如：对D口写入一串数据GPIO_Write(GPIOD,0 x1101);,函数GPIO_ReadOutputDataBit,例如：读出B口的GPIO8的数据GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_8);,GPIO固件库,外设类型定义,外设声明,定义外设类型,外设地址定义,何处定义的？,试计算GPIOA_BASE实际地址对照内存地址分配进行分析,GPIO完整的固件库,stm32f10 x_gpio.c是用C语言编写的GPIO的驱动源程序文件stm32f10 x_gpio.cstm32f10 x_gpio.hgpio的头文件，包含函数定义以及函数使用的变量stm32f10 x_gpio.h文件.doc,例如：对端口A的8脚进行数据的读取，如果其数据位1，就写零；如果是0，就写1。,main()longvalue;value=GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8);If(value=0)GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_8,0 x100);elseGPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_8,0 x00);,函数GPIO_ReadOutputData,读出C口的数据ReadValue=GPIO_ReadOutputData(GPIOC);,函数GPIO_PinLockConfig,锁定A口的0和1管脚GPIO_PinLockConfig(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);,GPIO编程实现步骤,1启动外设模块2设定管脚控制模式3对GPIO寄存器进行操作,例如：实现下列LED的闪烁程序,#includestm32f10 x.hintmain(void)/打开相应外设的时钟：GPIOBRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);/初始化GPIOB，用于驱动LEDGPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;/推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;/最高输出速度为50MHzGPIO_Init(GPIOB,例如：实现下列LED的闪烁程序,#includestm32f10 x.h“#defineLED_ALLGPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4intmain(void)unsignedcharj=0;chLsd=0 xFE;/打开相应外设的时钟：GPIOARCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=LED_ALL;/初始化GPIOA，用于驱动LEDGPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;/推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;/最高输出速度为50MHzGPIO_Init(GPIOA,例如：实现下列LED的闪烁程序,GPIO课程实验程序.doc,对C口的6个GPIO管脚进行操作，设计花样流水灯,#includestm32f10 x.h“#defineLED_ALLGPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5intmain(void)unsignedcharj=0;chLsd=0 xFF;/打开相应外设的时钟：GPIOARCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=LED_ALL;/初始化GPIOA，用于驱动LEDGPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;/推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_10MHz;/最高输出速度为50MHzGPIO_Init(GPIOC,例：实现按键控制LED的亮灭，按下按键时，等灭,按键程序,按键程序.doc,嵌套向量中断控制器,特性68个可屏蔽中断通道(不含16个M3的中断线)；16个可编程的优先等级(使用4位中断优先级)；低延迟的异常和中断处理；电源管理控制；系统控制寄存器的实现；,中断处理情况：中断处理流程图,占先流程,中断返回流程图,外部中断/事件控制器(EXTI),对于互联型产品，外部中断/事件控制器由20个产生事件/中断请求的边沿检测器组成对于其它产品，则有19个能产生事件/中断请求的边沿检测器。每个输入线可独立地配置输入类型(脉冲或挂起)可配置对应的触发事件(上升沿或下降沿或者双边沿都触发)。每个输入线都可独立地被屏蔽。挂起寄存器保持着状态线的中断请求。,EXTI控制器的主要特性如下：,每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽每个中断线都有专用的状态位支持多达20个软件的中断/事件请求检测脉冲宽度低于APB2时钟宽度的外部信号。,外部中断/事件控制器框图,功能说明,产生中断，必须先配置中断线。根据需要的边沿检测设置2个触发寄存器，同时在中断屏蔽寄存器的相应位写1允许中断请求。当外部中断线上发生了期待的边沿时，将产生一个中断请求，对应的挂起位也随之被置1。在挂起寄存器的对应位写1，将清除该中断请求。产生事件，必须先配置事件线。根据需要的边沿检测通过设置2个触发寄存器，同时在事件屏蔽寄存器的相应位写1允许事件请求。当事件线上发生了需要的边沿时，将产生一个事件请求脉冲，对应的挂起位不被置1。通过在软件中断/事件寄存器写1，也可以通过软件产生中断/事件请求。,外部中断/事件线路映像,另外四个EXTI线的连接方式如下：,EXTI线16连接到PVD输出EXTI线17连接到RTC闹钟事件EXTI线18连接到USB唤醒事件EXTI线19连接到以太网唤醒事件(只适用于互联型产品),EXTI寄存器,EXTI寄存器描述,SM32F10X硬件文档.PDF,EXTI库函数,1、函数EXTI_DeInit,2、函数EXTI_Init,EXTI_Line值,EXTI_Mode设置了被使能线路的模式,1、EXTI_Mode值,2、EXTI_Trigger值,例如具体的配置初始化方式,EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line12|EXTI_Line14;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(,函数EXTI_StructInit,EXTI_InitStruct缺省值,函数EXTI_GenerateSWInterrupt,产生EXTI_6的中断信息EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line6);,函数EXTI_GetFlagStatus,FlagStatusEXTIStatus;EXTIStatus=EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line8);,函数EXTI_ClearFlag,/*清除EXTI3的挂起标志位*/EXTI_ClearFlag(EXTI_Line3);,函数EXTI_GetITStatus,/*检查EXTI8的触发状态*/ITStatusEXTIStatus;EXTIStatus=EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8);,函数EXTI_ClearITPendingBit,/*清除EXTI2的挂起位*/EXTI_ClearITpendingBit(EXTI_Line2);,嵌套向量中断控制器（NVIC）函数,NVIC驱动有多种用途：使能或者失能IRQ中断，使能或者失能单独的IRQ通道，改变IRQ通道的优先级。,函数NVIC_PriorityGroupConfig,/*ConfigurethePriorityGroupingwith1bit*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);,函数NVIC_Init,/*配置一位的优先级组*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);/*使能USART1全局优先级1和从优先为5*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=5;NVIC_InitStructure(,函数NVIC_Init,NVIC_IRQChannel值,续上,例,/*使能EXTI1全局中断优先为1次优先为2*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;NVIC_InitStructure(,函数NVIC_StructInit,NVIC_StructInit(,函数NVIC_SetVectorTable,NVIC_VectTab值,/*设置在FLASH的向量表地址为0 x0*/NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0 x0);,NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;/*设置向量表基地址为0 x08000000*/NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0 x0000);/*配置优先级组2bits*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);/*使能EXTI中断*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(,函数GPIO_EXTILineConfig,/*设置B口的8管脚问哦8号中短线*/GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSource_GPIOB,GPIO_PinSource8);,GPIO_PortSource值,例：实现按键控制LED的亮灭，用中断方式进行控制,时钟初始化,voidRCC_Configuration(void)/*EnableKeyButtonGPIOPort,GPIO_LEDandAFIOclock*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);,初始化按键和LED,voidGPIO_Configuration(void)GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;/*ConfigureGPIOLedpin1asOutputpush-pull*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA,初始化NVIC,voidNVIC_Configuration(void)NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0 x0);/*Configureonebitforpreemptionpriority*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);/*EnabletheEXTI2Interrupt*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(,初始化中断,voidEXTI_Configuration(void)GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource1);/*ConfigureKeyButtonEXTILinetogenerateaninterruptonfallingedge*/EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line1;/使用1号中断通道EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;/中断模式EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;/下降沿触发EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(/软件模拟一次中断,主函数,voidmain(void)RCC_Configuration();/时钟初始化NVIC_Configuration();/嵌套向量中断控制初始化GPIO_Configuration();/按键和LED初始化EXTI_Configuration();/中断初始化GPIOSetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);while(1),中断子函数,#includestm32f10 x_it.hvoidEXTI1_IRQHandler(void)if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!=RESET)/*取反LED1*/GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_1,(!GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1);/*CleartheKeyButtonEXTIlinependingbit*/EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);,例：用中断方式实现下图中LED一亮一灭,时钟初始化,voidRCC_Configuration(void)/*EnableKeyButtonGPIOPort,GPIO_LEDandAFIOclock*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);,初始化按键和LED,voidGPIO_Configuration(void)GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;/*ConfigureGPIOLedpin1asOutputpush-pull*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA,初始化NVIC,voidNVIC_Configuration(void)NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0 x0);/*Configureonebitforpreemptionpriority*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);/*EnabletheEXTI1Interrupt*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(,初始化中断,voidEXTI_Configuration(void)GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource1);/*ConfigureKeyButtonEXTILinetogenerateaninterruptonfallingedge*/EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line1;/使用1号中断通道EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;/中断模式EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;/下降沿触发EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(/软件模拟一次中断,主函数,voidmain(void)RCC_Configuration();/时钟初始化NVIC_Configuration();/嵌套向量中断控制初始化GPIO_Configuration();/按键和LED初始化EXTI_Configuration();/中断初始化GPIOSetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);GPIOResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);while(1),中断子函数,#includestm32f10 x_it.hvoidEXTI1_IRQHandler(void)if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)!=RESET)/*取反LED1*/GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_4,(!GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_4);GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_5,(!GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5);/*CleartheKeyButtonEXTIlinependingbit*/EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);,例：用中断方式实现下图中各自按键控制一个LED的亮灭程序,时钟初始化,voidRCC_Configuration(void)/*EnableKeyButtonGPIOPort,GPIO_LEDandAFIOclock*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);,初始化按键和LED,voidGPIO_Configuration(void)/*初始化按键PC3和LED的PA5*/GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA,初始化NVIC,voidNVIC_Configuration(void)NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0 x0);/*Configureonebitforpreemptionpriority*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);/*EnabletheEXTI2Interrupt,按键PD2*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI2_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(,初始化中断,voidEXTI_Configuration(void)/*按键PD2的中断配置*/GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource2);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line2;/使用2号中断通道EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;/中断模式EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;/下降沿触发EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(/软件模拟一次中断,主函数,voidmain(void)RCC_Configuration();/时钟初始化NVIC_Configuration();/嵌套向量中断控制初始化GPIO_Configuration();/按键和LED初始化EXTI_Configuration();/中断初始化GPIOSetBits(GPIOB,GPIO_Pin_4);GPIOResetBits(