单片机IO口控制实验：与其他外设协作，打造复杂系统，发挥IO口协同优势

# 1. 单片机IO口基础**

单片机IO口（Input/Output Port）是单片机与外界交互的桥梁，负责数据的输入和输出。IO口通常分为输入口和输出口，可以连接各种外设设备，如传感器、执行器、存储器等。

IO口的特性主要包括：
- **方向控制：**可以配置为输入口或输出口。
- **电平控制：**可以输出高电平或低电平。
- **阻抗控制：**可以设置输入口的高阻抗或低阻抗。

# 2.1 IO口输入输出操作

### 2.1.1 IO口配置

**配置步骤：**

1. **确定IO口功能：**根据具体应用需求，确定IO口是作为输入还是输出。
2. **设置IO口方向：**使用寄存器设置IO口的方向，通常有输入和输出两种模式。
3. **设置IO口拉/上拉电阻：**根据需要，设置IO口是否需要拉/上拉电阻，以防止浮空状态。

**代码示例：**

// 设置 PA0 为输入，PA1 为输出
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN | GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

**参数说明：**

* `GPIO_InitTypeDef`：GPIO初始化结构体
* `GPIO_Pin`：要配置的IO口引脚
* `GPIO_Mode`：IO口模式，可以是输入（GPIO_Mode_IN）、输出（GPIO_Mode_Out_PP）等
* `GPIO_Speed`：IO口速度，可以是低速（GPIO_Speed_2MHz）、中速（GPIO_Speed_10MHz）或高速（GPIO_Speed_50MHz）

### 2.1.2 IO口读写

**读写操作：**

1. **读IO口：**读取IO口当前电平，通常通过读取寄存器来实现。
2. **写IO口：**向IO口输出指定电平，通常通过设置寄存器来实现。

**代码示例：**

// 读 PA0 的电平
uint8_t inputValue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0);

// 写 PA1 为高电平
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1);

**参数说明：**

* `GPIO_ReadInputDataBit`：读取IO口电平函数
* `GPIO_Pin`：要读写的IO口引脚
* `GPIO_SetBits`：设置IO口电平函数

# 3.1 IO口与定时器协作

#### 3.1.1 定时器简介

定时器是一种外设，用于产生精确的时间间隔或脉冲。单片机中的定时器通常具有以下功能：

- 可编程时钟源：定时器可以从内部时钟或外部时钟源获取时钟信号。
- 可编程分频器：定时器可以将时钟信号分频，产生更低频率的时钟信号。
- 可编程计数器：定时器包含一个计数器，用于计数时钟信号的脉冲数。
- 可编程比较器：定时器可以将计数器值与一个可编程的比较值进行比较，当计数器值达到比较值时，定时器会产生中断或输出脉冲。

#### 3.1.2 IO口与定时器配合实现PWM输出

PWM（脉冲宽度调制）是一种调制技术，通过改变脉冲的宽度来控制输出的平均电压。IO口与定时器配合可以实现PWM输出，具体步骤如下：

1. **配置定时器**：设置定时器的时钟源、分频器和比较值，以产生所需的PWM频率和占空比。
2. **配置IO口**：将IO口配置为输出模式，并连接到定时器的输出引脚。
3. **启动定时器**：启动定时器，开始产生PWM脉冲。

**代码示例：**

// 配置定时器
TIM_SetClockSource(TIM_CLOCK_SOURCE_INTERNAL);
TIM_SetPrescaler(TIM_