STM32 GPIO编程实战：引脚配置、输入输出控制和中断处理秘籍

# 1. STM32 GPIO基础**

STM32微控制器中的通用输入输出（GPIO）外设提供了一种与外部世界交互的灵活方式。GPIO引脚可配置为输入或输出，并具有各种功能，例如中断和模拟输入。

GPIO外设由寄存器集控制，这些寄存器用于配置引脚模式、输出类型和上拉/下拉电阻。了解这些寄存器的功能对于有效使用GPIO至关重要。

本章将介绍STM32 GPIO基础知识，包括引脚配置、输入输出控制和中断处理。

# 2. GPIO引脚配置

GPIO引脚配置是STM32 GPIO编程的基础，它决定了引脚的工作模式和电气特性。本章节将详细介绍STM32 GPIO引脚配置的各个方面，包括引脚模式配置、引脚输出类型配置和引脚上拉/下拉配置。

### 2.1 引脚模式配置

引脚模式配置决定了引脚的工作模式，包括输入、输出、模拟输入、复用功能等。STM32 GPIO引脚的模式配置通过GPIO寄存器中的MODER寄存器进行设置。

MODER寄存器有两种模式配置位：

- **MODER[1:0]**：配置引脚模式，00表示输入模式，01表示输出模式，10表示复用功能模式，11表示模拟输入模式。
- **MODER[3:2]**：配置引脚模式，同上。

例如，要将GPIOA的第5引脚配置为输出模式，需要将GPIOA->MODER寄存器的第5和第6位设置为01：

// 将GPIOA的第5引脚配置为输出模式
GPIOA->MODER &= ~(3 << (5 * 2)); // 清除第5和第6位
GPIOA->MODER |= (1 << (5 * 2)); // 设置第5位为1

### 2.2 引脚输出类型配置

引脚输出类型配置决定了引脚输出信号的类型，包括推挽输出、开漏输出和模拟输出。STM32 GPIO引脚的输出类型配置通过GPIO寄存器中的OTYPER寄存器进行设置。

OTYPER寄存器有一个输出类型配置位：

- **OTYPER[x]**：配置引脚输出类型，0表示推挽输出，1表示开漏输出。

例如，要将GPIOA的第5引脚配置为开漏输出，需要将GPIOA->OTYPER寄存器的第5位设置为1：

// 将GPIOA的第5引脚配置为开漏输出
GPIOA->OTYPER |= (1 << 5);

### 2.3 引脚上拉/下拉配置

引脚上拉/下拉配置决定了引脚在输入模式下的默认电平，包括上拉、下拉和浮空。STM32 GPIO引脚的上拉/下拉配置通过GPIO寄存器中的PUPDR寄存器进行设置。

PUPDR寄存器有两个上拉/下拉配置位：

- **PUPDR[1:0]**：配置引脚上拉/下拉，00表示浮空，01表示上拉，10表示下拉，11保留。
- **PUPDR[3:2]**：配置引脚上拉/下拉，同上。

例如，要将GPIOA的第5引脚配置为上拉，需要将GPIOA->PUPDR寄存器的第5和第6位设置为01：

// 将GPIOA的第5引脚配置为上拉
GPIOA->PUPDR &= ~(3 << (5 * 2)); // 清除第5和第6位
GPIOA->PUPDR |= (1 << (5 * 2)); // 设置第5位为1

通过对引脚模式、输出类型和上拉/下拉的配置，可以灵活地控制STM32 GPIO引脚的工作特性，满足不同的应用需求。

# 3. GPIO输入输出控制

### 3.1 GPIO输入输出操作

GPIO输入输出操作是GPIO的基本功能之一。STM32系列MCU提供了丰富的GPIO输入输出操作寄存器，包括数据寄存器、输出寄存器和输入寄存器。

**数据寄存器（GPIOx_ODR）**：用于读取或写入GPIO引脚的电平状态。当引脚配置为输出模式时，写入ODR寄存器可以控制引脚的电平；当引脚配置为输入模式时，读取ODR寄存器可以获取引脚的电平状态。

**输出寄存器（GPIOx_BSRR）**：用于设置或复位GPIO引脚的电平。BSRR寄存器有两个32位的位域，分别用于设置（BSRR_BS）和复位（BSRR_BR）GPIO引脚。当对应位设置为1时，则相应引脚的电平被置高或置低。

**输入寄存器（GPIOx_IDR）**：用于读取GPIO引脚的电平状态。IDR寄存器是一个32位的只读寄存器，每一位对应一个GPIO引脚。当对应位为1时，则相应引脚的电平为高电平；当对应位为0时，则相应引脚的电平为低电平。

**代码示例：**

/* 设置GPIOA第5引脚为输出模式 */
GPIOA->MODER &= ~(3 << (5 * 2));
GPIOA->MODER |= (1 << (5 * 2));

/* 将GPIOA第5引脚的电平置高 */
GPIOA->BSRR = (1 << 5);

/* 读取GPIOA第5引脚的电平状态 */
uint32_t pin_level = GPIOA->IDR & (1 << 5);

### 3.2 GPIO中断处理

GPIO中断是STM32系列MCU提供的另一个重要功能。通过配置GPIO中断，可以实现当GPIO引脚电平发生变化时触发中断服务函数。

**3.2.1 中断配置**

GPIO中断配置主要涉及以下几个步骤：

1. **使能GPIO中断时钟：**在RCC寄存器中使能对应G