代码收藏家 STM32初学者的IO口配置入门指南（学习笔记）
在使用51单片机的时候基本上不需要额外的配置IO，不过在使用特定的IO的时候需要额外的设计外围电路，比如PO口它是没有内置上拉电阻的。因此若想P0输出高电平，它就需要外接上拉电平。（当然这不是说它输入不需要上拉电阻，主要是它作为输入端的时候接收高电平就是共外围电路的上拉电阻）。
操作目标是控制STM32F103C8T6上某个IO口让其置1或者置0.
GPIO是APB2上的外设资源。
APB2是AMBA总线结构中的一种，主要用于低带宽的周边外设之间的连接。
APB2（Advanced Peripheral Bus 2）是ARM公司提出的AMBA总线结构之一，属于一种片上总线结构。APB2主要用于连接低速外设，如I2C、UART、SPI等，这些外设通常具有低带宽和低功耗的需求。
APB2的特点
- 低带宽：APB2主要用于连接低速外设，适合那些不需要高速数据传输的外设。
- 非流水作业：APB2的传输至少需要两个时钟周期，且数据在时钟的上升沿变化，不需要等待周期和回应信号。
- 控制逻辑简单：APB2只有四个控制信号，传输可以采用状态机表示，控制逻辑相对简单。
APB2与其他总线的区别
在51单片机中如果我们要是某个IO口，比如P1.0端口输出高电平 ，直接赋值即可。但作为输入端就稍微麻烦点需要先赋值P1.0为高电平，再读取P1.0端口的电压。需要两步走。
GPIO作为一种外设资源，在使用它的时候要经过这么几步走，
APB2这个外设使能时钟寄存器名字是RCC_APB2ENR，作为32位的单片机它的特殊功能寄存器一般也是32位，点一下APB2上的外设个数
，刚好是16个，GPIOC是其中的一位，然后我们看一下手册上的描述(库函数里有21个)
确实是0-15位可控制，后16位是保留的。从他的复位值可知默认的都是0；详细查看可知
可知位4（是第5位）至1，即可使能GPIOC I/O口。即 RCC->APB2EBR = 0x00000010
= 0B 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000
在STM32中控制这些功能，每个IO口需要4位，16个IO就是64位，因此这些IO口的功能选择控制寄存器就分成了两个，端口控制高寄存器（CRH）和端口控制低寄存器（CRL），PC13应是由CRH控制，打开手册得知：
先看一下它的复位值：0x4444 4444 = 0b0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100
可以看到0100代表的是浮空输入模式，即STM32上电后的复位状态都是浮空输入模式。
浮空输入（GPIO_Mode_IN_FLOATING）
因此控制这个IO口我们选择0011 （通用推挽输出模式速度50HZ） 即我们赋值寄存器
GPIOC->CRH = 0x0030 0000;当然这个写法是不太对,其它位我们都赋值为0了，
一般来说需要先把该处的控制位清0；即GPIOC->CRH &= 0x1101 1111；
然后再通过或运算给控制位赋值：即GPIOC->CRH |= 0x0030 0000;(1个16进制数代表4个2进制数)
第三步：选择输出高电平还是低电平，在51机中我们直接就是使用赋值语句进行赋值，如：P1.0 = 0；但是在STM32中是在专用的寄存器里操作的而且分输入和输出，端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR) (x=A..E)，端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR) (x=A..E)，目前是需要输出一个低电平，
我们是需要在位13处写0，正常情况下还是需要经过与或运算才是正确的赋值方式，这边就直接赋值其它位都置0：
GPIOC->ODR = 0x0000 0000;//输出低电平
GPIOC->ODR = 0x0000 2000//输出高电平
经过这三步我们就成功使PC13端口输出低电平或者高电平（通用推挽输出方式，50MHZ）
这是使用寄存器的方式进行操作。还有使用库函数的，库函数就不叙述了。
笔者的资料来自B站江协科技。
| 模式 | 电平特性 | 驱动能力 | 适用场景 | 注意事项 |
|---|---|---|---|---|
| 模拟输入 | 模拟信号 | – | ADC/DAC | 禁用数字功能 |
| 浮空输入 | 由外部决定 | – | 外部有上下拉的总线 | 避免悬空 |
| 下拉输入 | 默认低电平 | – | 检测高电平有效信号 | 外部信号需强驱动 |
| 上拉输入 | 默认高电平 | – | 检测低电平有效信号 | 外部信号需强驱动 |
| 推挽输出 | 主动驱动高 / 低电平 | 强 | LED、高速信号 | 避免总线冲突 |
| 开漏输出 | 需外部上拉 | 弱 | I2C、电平转换 | 必须外接上拉电阻 |
| 复用推挽 | 外设驱动高 / 低电平 | 强 | 定时器 PWM、USART_TX | 需配置外设功能 |
| 复用开漏 | 外设驱动 + 外部上拉 | 弱 | I2C、CAN 总线 | 需配置外设功能 |
一、输入模式
1. 模拟输入（GPIO_Mode_AIN）
2. 浮空输入（GPIO_Mode_IN_FLOATING）
3. 下拉输入（GPIO_Mode_IPD）
4. 上拉输入（GPIO_Mode_IPU）
二、输出模式
5. 推挽输出（GPIO_Mode_Out_PP）
6. 开漏输出（GPIO_Mode_Out_OD）
7. 复用推挽（GPIO_Mode_AF_PP）
8. 复用开漏（GPIO_Mode_AF_OD）
这是驱动电路，然后我们调用端口各个功能测试一下他们的区别：
可以设置端口电压为低电平，这时LED会点亮不过亮度不够端口电压为1V。
端口电压1V
使用库函数配置IO口使PC13端口输出低电平
#include "stm32f10x.h" // Device header
int main(void)
{
//RCC->APB2ENR = 0x00000010; //APB2 外设时钟使能寄存器
//GPIOC->CRH = 0x00300000; //端口配置高寄存器
//GPIOC->ODR = 0X00000000; //端口输出数据寄存器
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
//GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13);//端口设置为1
GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); //端口设置为0
while(1)
{
}
}
GPIOpin的选择上可以用或运算：
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 ; //GPIO引脚，赋值为0,2，3,4,6,7库函数与对应的寄存器列举
下面的程序是PB14外部中断的初始化过程
void CountSensor_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//GPIOB时钟使能
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//AFIO时钟使能
/*GPIO初始化 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;//上拉
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14 ; //14位
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //使能GPIOB_14设置
/*AFIO选择引脚*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//
/*EXIT初始化*/
EXTI_InitTypeDef EXIT_InitStructure;
EXIT_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14 ;
EXIT_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE ;
EXIT_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //选择外部中断
EXIT_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling ;//下降沿
EXTI_Init(&EXIT_InitStructure);//使能外部中断设置
/*设置NVIC，中断优先级设置 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2 ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2 ;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //使能NVIC中断设置
配置外部中断PB14、上拉电阻、下降沿触发。中断优先级 抢占2 响应2
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//GPIOB时钟使能寄存器 APB2ENR bit 3
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//AFIO时钟使能寄存器 APB2ENR bit 0
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU ;//上拉
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14 ; //14位
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //使能GPIOB_14设置见前文的说明不赘述，其中的上下拉模式要特别说明一下
由手册发现上拉/下来输入模式由同一组控制位控制，怎么区分设置呢？
输入模式下的上拉电阻和下拉电阻寄存器配置 由GPIOx_ODR寄存器控制，为0则为下拉，为1则为上拉。ODR寄存器原先是数据输出寄存器。由上述的两图可以看到当配置为GPIO_Mode_IPU;时ODR14为1，下拉时为0.
/*AFIO选择引脚*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//AFIO（Alternate Function Input/Output）复用端口选择寄存器配置
该端口，本例采用的是中断配置因此不设置默认。
端口复用功能配置，本案都是使用主功能因此也不配置。
外部中断配置寄存器
1~4(AFIO_EXTICR1)
外部中断配置寄存器共4个，pb14使用的是第4个
AFIO_EXTICR4
因为是配置PB14因此控制的是8-11 EXTI14[3:0]位共4位控制位，因为是GPIOB 因此这4位是
0001 =0x01
EXTI_InitTypeDef EXIT_InitStructure;
EXIT_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14 ;
EXIT_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE ;
EXIT_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //选择外部中断
EXIT_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling ;//下降沿
EXTI_Init(&EXIT_InitStructure);//使能外部中断设置配置外部中断寄存器：
● 配置
20个中断线的屏蔽位(EXTI_IMR) IMR(
Interrupt Mask Register
)
EXIT_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14 ;
EXIT_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE ;
EXIT_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //选择外部中断
默认是全屏蔽的，程序是使能bit14
默认是全屏蔽的即复位值是0x0000 0000. EMR(Event Mask Interrupt)
● 配置所选中断线的触发选择位
(EXTI_RTSR
和
EXTI_FTSR)
；
RTSR(Rising Trigger Selection Register),我们选择的是下降沿因此无需设置即默认。
FTSR(Falling edge Trigger Selection Register) 我们配置是bit14位因此需要设置为1
//EXIT_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14 ;
//EXIT_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE ;
EXIT_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling ;//下降沿
软件中断是通过代码或者寄存器操作触发中断，之前代码中是采用GPOI触发是硬件触发中断因此无需设置即默认即可。
PR（Pull Reques），挂起寄存器是操作事件触发的，当外部中断触发后，需要软件清0.即EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Linex);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2 ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2 ;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //使能NVIC中断设置
至于NVIC是内核中的寄存器KEIL5中有相应的查看界面，但是里面的参数好像有点问题，以本案为
例：
未使能NVIC之前的数据，可以看到优先级分组里的选项就不符合STM32F103C8t6里的分法，使能后的数据
SCB->AIRCR根据手册因是
他的掩码是0x05FA0000，分组是2组即0x500，所以结果是0x05FA0500和这个界面里显示的也不一样，因此这里面的
然后再看一张分组1的NVIC界面是1抢占3响应
记过几次设置分组的比较可以得出以下几个结果：
这里的数据代表分组是第几组（至于组内里面的响应设置变动，不会改变这个值）
这个里面是数据 1是抢占优先级，48 = 16*3 响应优先级是3，即1抢占3响应。176不清楚，这是观察结果可能只适合STM32F103C8T6
硬件事件选择
通过下面的过程，可以配置
20
个线路为事件源
● 配置
20
个事件线的屏蔽位
(EXTI_EMR)
● 配置事件线的触发选择位
(EXTI_RTSR
和
EXTI_FTSR)
软件中断
/
事件的选择
20
个线路可以被配置成软件中断
/
事件线。下面是产生软件中断的过程：
● 配置
20
个中断
/
事件线屏蔽位
(EXTI_IMR, EXTI_EMR)
● 设置软件中断寄存器的请求位
(EXTI_SWIER)
以下来自DEEPSEEK
一、定义与核心功能
-
事件寄存器
- 功能：用于配置和控制硬件事件的触发条件（如边沿检测）及是否允许事件信号传递到硬件模块（如DMA、ADC等）。
- 典型寄存器：
EMR（事件屏蔽寄存器）：控制事件触发是否有效。RTSR/FTSR（上升沿/下降沿触发选择寄存器）：配置事件的触发条件。-
中断寄存器
- 功能：管理中断请求的触发、优先级配置及中断屏蔽状态，直接关联CPU的中断响应流程12。
- 典型寄存器：
IMR（中断屏蔽寄存器）：控制中断请求是否被CPU响应。EXTICR（外部中断配置寄存器）：设置中断线对应的GPIO引脚及触发方式。
二、触发机制差异
| 特性 | 事件寄存器 | 中断寄存器 |
|---|---|---|
| 触发目标 | 直接驱动硬件模块（如DMA、ADC） | 触发CPU中断服务程序（ISR）13 |
| 响应方式 | 硬件自动处理，无需CPU介入 | 需CPU保存现场并执行ISR12 |
| 典型应用 | 低延迟数据传输、周期性触发操作 | 异步任务处理、紧急事件响应23 |
三、配置流程对比
-
事件寄存器配置示例
- 通过
RTSR设置上升沿触发事件。 - 通过
EMR使能事件触发，信号直接传递至外设模块。 -
中断寄存器配置示例
- 通过
EXTICR绑定GPIO引脚到中断线。 - 通过
IMR使能中断请求，并设置NVIC优先级。
四、关键设计差异
五、总结
● 配置对应到外部中断控制器
(EXTI)
的
NVIC
中断通道的使能和屏蔽位，使得
20
个中断线中的
请求可以被正确地响应。作者：firewood2024
