STM32单片机IO口编程秘籍：详解GPIO配置、读写和中断，玩转单片机输入输出

# 1. STM32单片机IO口基础**

STM32单片机IO口是与外界交互的重要接口，负责数据输入输出和控制外围设备。本章将介绍STM32单片机IO口的相关基础知识，包括IO口分类、引脚功能和IO口寄存器。

**1.1 IO口分类**

STM32单片机IO口分为普通IO口和特殊功能IO口。普通IO口可以作为通用输入输出引脚，而特殊功能IO口具有特定的功能，如定时器、串口、I2C等。

**1.2 引脚功能**

每个IO口引脚都可以配置为不同的功能，如输入、输出、推挽输出、开漏输出等。这些功能通过IO口寄存器进行配置。

# 2. GPIO配置与读写

### 2.1 GPIO配置原理

GPIO配置是STM32单片机IO口编程的基础，它决定了IO口的输入输出模式、速度和强度等属性。

#### 2.1.1 GPIO模式选择

GPIO模式选择决定了IO口的输入输出方向。STM32单片机提供了多种GPIO模式，包括：

- **输入模式（Input）**：IO口作为输入端口，读取外部信号。
- **输出模式（Output）**：IO口作为输出端口，输出电平信号。
- **推挽输出模式（Push-Pull Output）**：IO口既可以输出高电平，也可以输出低电平。
- **开漏输出模式（Open-Drain Output）**：IO口只能输出低电平，需要外接上拉电阻才能输出高电平。
- **模拟输入模式（Analog Input）**：IO口作为模拟输入端口，可以读取模拟信号。

GPIO模式选择通过寄存器`GPIOx_MODER`进行配置，其中`x`表示GPIO端口号（A、B、C、D、E、F、G、H）。

#define GPIOA_MODER ((volatile uint32_t*)0x40020000)

// 配置GPIOA第0位为输入模式
*GPIOA_MODER &= ~(3 << 0);
*GPIOA_MODER |= (0 << 0);

#### 2.1.2 GPIO速度和强度设置

GPIO速度和强度设置决定了IO口的驱动能力和抗干扰能力。STM32单片机提供了多种速度和强度设置，包括：

- **速度**：
- 低速（2 MHz）
- 中速（10 MHz）
- 高速（50 MHz）
- 极高速（100 MHz）

- **强度**：
- 弱强度
- 中等强度
- 强强度

GPIO速度和强度设置通过寄存器`GPIOx_OSPEEDR`和`GPIOx_PUPDR`进行配置，其中`x`表示GPIO端口号（A、B、C、D、E、F、G、H）。

#define GPIOA_OSPEEDR ((volatile uint32_t*)0x40020008)
#define GPIOA_PUPDR ((volatile uint32_t*)0x4002000C)

// 配置GPIOA第0位为高速、强强度输出
*GPIOA_OSPEEDR |= (3 << 0);
*GPIOA_PUPDR |= (1 << 0);

### 2.2 GPIO读写操作

GPIO读写操作是STM32单片机IO口编程的核心，它实现数据的输入输出。

#### 2.2.1 GPIO输入读取

GPIO输入读取通过寄存器`GPIOx_IDR`进行，其中`x`表示GPIO端口号（A、B、C、D、E、F、G、H）。

#define GPIOA_IDR ((volatile uint32_t*)0x40020010)

// 读取GPIOA第0位输入电平
uint32_t input_value = *GPIOA_IDR & (1 << 0);

#### 2.2.2 GPIO输出控制

GPIO输出控制通过寄存器`GPIOx_ODR`进行，其中`x`表示GPIO端口号（A、B、C、D、E、F、G、H）。

#define GPIOA_ODR ((volatile uint32_t*)0x40020014)

// 设置GPIOA第0位输出高电平
*GPIOA_ODR |= (1 << 0);

// 设置G