2025年gip电路原理（电路中gpio是什么意思）

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

浮空输入

<p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">上下拉都关闭</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">好处&#xff1a;其电平完全由外部决定</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">不好:当引脚没有外接电路的时候&#xff0c;其电平信号是不确定的,不确定的信号会影响程序的正常判断</span></p>

讯享网

上拉输入

讯享网<p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">打开上拉&#xff0c;关闭下拉</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">好处&#xff1a;提供了一个默认电平&#xff0c;当外部电路不确定的时候&#xff0c;提供了一个默认的高电平。</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">当外部输入低电平时&#xff0c;输入的还是低电平</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">当外部输入高电平时&#xff0c;输入的是高电平</span></p>

下拉输入

<p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">打开下拉&#xff0c;关闭上拉</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">好处&#xff1a;提供了一个默认电平&#xff0c;当外部电路不确定的时候&#xff0c;提供了一个默认的低电平。</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">当外部输入低电平时&#xff0c;输入的还是低电平</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">当外部输入高电平时&#xff0c;输入的是高电平</span></p>

模拟输入

推挽输出

P-MOS、N-MOS都能用

输出高电平

在输出数据寄存器对应引脚位置写1—>数据选择器选择上路—>输出控制器给P-MOS和N-MOS都输出高电平—>P-MOS导通，N-MOS截止—>高电平由Vdd提供

输出低电平

在输出数据寄存器对应引脚位置写0—>数据选择器选择上路—>输出控制器给P-MOS和N-MOS都输出低电平—>N-MOS导通，P-MOS截止—>低电平由Vss提供

开漏输出

P-MOS关闭

输出低电平

在输出数据寄存器对应引脚位置写0—>数据选择器选择上路—>输出控制器给P-MOS和N-MOS都输出低电平—>N-MOS导通，P-MOS截止—>低电平由Vss提供

本身无法输出高电平

在输出数据寄存器对应引脚位置写1—>数据选择器选择上路—>输出控制器给P-MOS和N-MOS都输出高电平—>P-MOS关闭，N-MOS关闭—>电路处于高阻态

由上可得：开漏本身无法输出高电平

如何让开漏输出高电平？

打开内部上拉电阻

2.外接上拉电阻

好处：提供的电压由用户决定，想提供高电压，把外界上拉电阻的电压源提高即可。

寄存器定义与作用

为什么要学习寄存器，寄存器的作用是什么？

答：

寄存器是单片机内部的一些存储单元
单片机的设置和寄存器直接关联，比如输出模式，比如输入输出的电压，比如上下拉电阻是否打开，所以，想要对单片机进行设置就是对寄存器进行改写的过程。

控制某一引脚输出电压来点灯所需要控制的寄存器

时钟开关，总开关
端口模式寄存器–输出模式
输出类型寄存器–推挽
输出速度寄存器–非常慢
上下拉寄存器 –既不上拉也不下拉
输出数据寄存器 –1

配置时钟使能寄存器

思路：

我们的目的是使用PC13，所以要先打开C引脚组时钟。

通过寻找内存架构找到了RCC相关的寄存器组，RCC寄存器组里的寄存器太多了。

找到控制引脚组的RCC寄存器需要找到GPIO属于哪个总线上的(AHB1APB1APB2PHB2等)，通过查内存分配架构图可知，GPIO在AHB2总线上，所以，我们定位到了RCC_AHB2ENR1

RCC AHB2 peripheral clock enable register 1 (RCC_AHB2ENR1)

打开C组，就可以使用PC13

RCC_AHB2ENR1第2位写1

端口模式寄存器

GPIO port mode register (GPIOx_MODER) (x = A to J)

PC13为输出模式

GPIOC_MODER第27、26位写0，1

输出类型寄存器

GPIO port output type register (GPIOx_OTYPER) (x = A to J)

PC13推挽模式

GPIOC_OTYPER 第13位写0

输出速度寄存器

GPIO port output speed register (GPIOx_OSPEEDR) (x = A to J)

PC13低速输出

GPIOC_OSPEEDR 第27、26位写 0 0

上下拉寄存器

GPIO port pull-up/pull-down register (GPIOx_PUPDR) (x = A to J)

PC13都不拉

GPIOC_PUPDR 第27、26位写 0 0

输入数据寄存器

GPIO port input data register (GPIOx_IDR) (x = A to J)

输出数据寄存器

GPIO port output data register (GPIOx_ODR) (x = A to J)

PC13输出高电平

让GPIOC_ODR第13位写1

打开时钟：RCC_AHB2ENR1 给第2位写1
配置端口模式寄存器配置为输出模式 GPIOC_MODER 第27、26位写 0 1
配置输出类型寄存器配置为推挽输出 GPIOC_OTYPER 第13位写0
配置输出速度数据寄存器配置为很低 GPIOC_OSPEEDR 第 27、26位写 0 0
配置上下拉寄存器配置为既不用上拉也不下拉 GPIOC_PUPDR 第27、26位写0 0
配置输出数据寄存器给PC13引脚写1 GPIOC_ODR 第13位写1

0x56020C00是RCC寄存器组的基地址

偏移地址，相对于基地址–RCC寄存器组的起始地址

RCC_AHB2ENR1地址为：0x56020C00+0x08C=0X56020C8C

GPIOC寄存器组的基地址为0x5202 0800

GPIOC_MODER : 0x5202 0800+0X00=0x5202 0800

GPIOC_OTYPER : 0x5202 0800+0X04=0x5202 0804

GPIOC_OSPEEDR : 0x5202 0800+0X08=0x5202 0808

GPIOC_PUPDR ：0x5202 0800+0X0C=0x5202 080C

GPIOc_ODR ：0x5202 0800+0X14=0x5202 0814

C语言点灯

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记得使用微型C库，不勾的话可能会影响效果

如果报了两个未知错误，可尝试调整优化

烧录前一定将烧写器调成STLINK

位操作

精准置1

x|1=1;

x|0=x;

故将不希望改变的位和0相或，将希望置1的位和1相或即可。

使第26位置1，可通过让整个寄存器和1<<26相或再赋值得到，寄存器 |= (1<<26);

精准置0

x&1=x;

x&0=0;

故将不希望改变的位和1相与，将希望置0的位和0相与即可。

上图可知，使第27位置0，可通过让整个寄存器和蓝色框中的数进行与运算并赋值得到，但这个数并不好得出，我们可以曲线救国，先1<<27位，再进行取反得到该数

即寄存器 &= ~(1<<27)

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库函数点灯

新建项目

引脚配置

打开烧录口

生成项目

代码分析

双击main.c文件，找到，我们可以查看MX_GPIO_Init();的内容以了解CubeMX帮我们生成了的初始化内容，选中MX_GPIO_Init();后按下F12或鼠标右键，选择Go To Definition of…。

库函数分析

<p style="margin-left:0;text-align:justify;"><strong><span style="color:#;">void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)</span></strong></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">功能&#xff1a; 设置或清除指定的端口位</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">参数&#xff1a;GPIO_TypeDef *GPIOx 端口号</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">uint16_t GPIO_Pin 引脚号</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">GPIO_PinState PinState 电平状态</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">GPIO_PIN_SET 1 </span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">GPIO_PIN_RESET 0</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">返回值&#xff1a;无</span></p>

讯享网<p style="margin-left:0;text-align:justify;"><strong><span style="color:#;">void HAL_GPIO_TogglePin (GPIO_TypeDef * GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) </span></strong></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">功能&#xff1a; 切换指定的引脚电平状态</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">参数&#xff1a;GPIO_TypeDef * GPIOx 端口号</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">uint16_t GPIO_Pin 引脚号</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">返回值&#xff1a;无</span></p>

<p style="margin-left:0;text-align:justify;"><strong><span style="color:#;">GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin (GPIO_TypeDef * GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) </span></strong></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">功能&#xff1a; 读取指定的引脚电平状态</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">参数&#xff1a;GPIO_TypeDef * GPIOx 端口号</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">uint16_t GPIO_Pin 引脚号</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">返回值&#xff1a;GPIO_PinState 电平状态</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">GPIO_PIN_RESET 0</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">GPIO_PIN_SET 1</span></p>

讯享网<p style="margin-left:0;text-align:justify;"><strong><span style="color:#;">HAL_Delay()单位毫秒</span></strong></p>

点灯

闪灯实验

底板与拓展板

底板

STM32 开发板底板，支持 5V 电源适配器与 TypeC 供电。

提供 RTC 时钟电源，提供三轴加速度与角速度传感器，用于姿态感知。

板载 ESP-12F 无线模组，用于物联网云平台项目开发。

提供 1 路五向按键，采用中断与 A/D 模式采样。

提供 1 路有源蜂鸣器，1 路 2*17P 扩展接口，用于资源扩展板的接入。

核心板接口通过 2.54mm 间距的插针引出，方便用户外接其它设备

显示屏与资源拓展板

显示屏

电容触摸显示屏在很多智能设备上得到应用，提升了设备的交互感。

在开发板套件中使用方型显示屏用来模拟圆形的一个手表项目。显示屏尺寸为 2.8寸，分辨率 320*240(RGB)。

驱动 IC采用 ILI9341，自带 172,800 字节的 GRAM 存储。电容触摸屏采用 I2C 接口，驱动 IC 采用 FT6336G。

资源拓展板

资源扩展板提供基于 I2C 总线的温湿度传感器、环境光感知、心率/脉搏测量。基于模数转换接口的电压/电流采集。

基于 EXTI 事件/中断控制类型的人体红外、光电开关、火焰感知传感器。

基于 SPI 总线的数码管驱动电路。

基于 PWM 控制的风扇、蜂鸣器、震动马达。

基于 GPIO 的按键、LED 指示灯。

基于异步串行通信的 485 总线电平转换。基于控制器局域网总线的 CAN 电平转换等外设。

资源扩展板主要用于微控制器入门外设的使用，硬件图纸原理以及项目案例的应用开发学习。

原理图

LD1这个灯连到了哪个引脚？

先找到想要点的灯是谁，确定丝印为LD1

2.打开拓展原理图，根据丝印LD1找到等的所在处,LED1线控制着LD1灯的亮灭

LED1为高电平灯亮，反之，灯灭

LED1肯定连到了芯片引脚上，顺线继续找LED1

3.LED1想要连到芯片引脚，必走如图所在处，其丝印为J1（空间有限，板子上并未标注）

4.打开拓展板原理图J1所在处，能够找到老熟人，LED1，其位于J1的4号口

5.拓展板通过J1连到了底板的J6口

6.打开底板原理图找J6的4号口，就找到了LED1的连接处

7.底板通过地板上的槽J1和J2连到了核心板，所以，LED1想连到芯片上肯定会走这个槽，所以去底板上找这个槽有没有叫LED1的，槽是J1和J2

8.在J2的15号口又看到了老熟人LED1，为了方便，这里直接标注上了最后连到核心板的PC14上了

底板的J2口，连到了核心板的J3口，可知15号口确实连到了芯片PC4引脚

结论：PC4最终连到了LED1，所以，控制PC4的电平高低就可以实现对灯的控制了，至此，此次原理图线路追踪结束，并得出结论

PC4高电平LD1灯亮，反之灯灭

驱动风扇、蜂鸣器、马达隔一段时间切换一次状态

将演示视频发群里

依次方法可知：风扇连到了PC6引脚，高电平驱动

马达连到了PC7引脚，高电平驱动

底板蜂鸣器连到了PA15引脚，高电平驱动

按键

当按键未按下，PC9为高电平

当按键被按下，PC9为低电平

所以，检测PC9是否为低电平就可以直到PC9是否按下了

<p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">抖动原因&#xff1a;</span></p> <p style="margin-left:0;text-align:justify;"><span style="color:#;">任何的机械按键都会有抖动&#xff0c;而且人手按下抬起并不是一瞬间的&#xff0c;人抬手是需要反应时间的&#xff0c;所以会导致按下的低电平时间过长&#xff0c;导致多次误进if判断语句&#xff0c;所以会多次切换状态&#xff0c;导致误判。</span></p>