GPIO的使用与应用：控制STM32的输入与输出

# 1. 引言
## 1.1 什么是GPIO？
## 1.2 GPIO在STM32中的作用和应用
## 2. GPIO的基础知识

GPIO（General Purpose Input/Output）是通用输入/输出端口的简称，在嵌入式系统中起着非常重要的作用。STM32是一款广泛使用的微控制器系列，也具备强大的GPIO功能。

### 2.1 GPIO的定义和结构

GPIO是一种通用的电平输入/输出引脚，可以通过软件配置其输入或输出状态。在STM32中，GPIO被组织成多个端口(Port)，每个端口通常包含8个或更多的引脚(Pin)。

GPIO的引脚可以扮演不同的角色，例如普通输入/输出、模拟输入/输出、中断输入等。通过配置相应的寄存器，可以设置引脚的功能。

### 2.2 GPIO的寄存器及其功能

在STM32中，GPIO使用一组寄存器来控制其功能和状态。主要的寄存器包括：

- GPIOx_MODER：端口模式寄存器，用于配置每个引脚的工作模式。
- GPIOx_OTYPER：端口输出类型寄存器，用于选择引脚的输出类型（开漏或推挽）。
- GPIOx_OSPEEDR：端口输出速度寄存器，用于配置引脚的输出速度。
- GPIOx_PUPDR：端口上下拉寄存器，用于配置引脚的上拉或下拉电阻。
- GPIOx_IDR：端口输入数据寄存器，用于读取引脚的输入状态。
- GPIOx_ODR：端口输出数据寄存器，用于设置引脚的输出电平。

通过对这些寄存器进行配置和操作，可以实现对GPIO的控制和读取。

### 3. GPIO的输入与输出模式

在STM32中，GPIO可以用于实现输入和输出功能。下面将介绍GPIO的输入和输出模式的配置和使用方法。

#### 3.1 GPIO输入模式的配置与使用

GPIO的输入模式可以用于读取外部信号或其他模块的输出。在输入模式下，GPIO引脚的电平可以是高电平或低电平。

以下是配置GPIO输入模式的代码示例：

import RPi.GPIO as GPIO

# 设置GPIO模式为BCM
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# 配置GPIO引脚为输入模式
GPIO.setup(12, GPIO.IN)

# 读取GPIO引脚的电平
input_value = GPIO.input(12)

# 打印读取到的电平值
print("Input value: ", input_value)

在上面的示例中，首先通过`GPIO.setmode(GPIO.BCM)`设置GPIO模式为BCM模式。然后通过`GPIO.setup(12, GPIO.IN)`将GPIO引脚12配置为输入模式。最后使用`GPIO.input(12)`读取GPIO引脚12的电平，并将其保存到`input_value`变量中。

#### 3.2 GPIO输出模式的配置与使用

GPIO的输出模式可以用于控制外部设备的输入，比如LED灯、电机等。在输出模式下，GPIO引脚的电平可以是高电平或低电平。

以下是配置GPIO输出模式的代码示例：

import RPi.GPIO as GPIO

# 设置GPIO模式为BCM
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# 配置GPIO引脚为输出模式
GPIO.setup(17, GPIO.OUT)

# 控制GPIO引脚的电平
GPIO.output(17, GPIO.HIGH)

# 延时一段时间
time.sleep(1)

# 控制GPIO引脚的电平
GPIO.output(17, GPIO.LOW)

在上面的示例中，首先通过`GPIO.setmode(GPIO.BCM)`设置GPIO模式为BCM模式。然后通过`GPIO.setup(17, GPIO.OUT)`将GPIO引脚17配置为输出模式。接着使用`GPIO.output(17, GPIO.HIGH)`将GPIO引脚17的电平设置为高电平并点亮LED灯。然后使用`time.sleep(1)`延时1秒。最后使用`GPIO.output(17, GPIO.LOW)`将GPIO引脚17的电平设置为低电平，熄灭LED灯。

#### 4. GPIO的中断与