嵌入式学习笔记之GPIO详解
嵌入式GPIO学习笔记
GPIO学习笔记一、GPIO工作原理根据具体型号不同，STM32F103微控制器的GPIO可以提供最多112个多功能双向I/O引，这些1/O引脚GPIOA，GPIOB、GPIOC、GPIOD、GPIOE、GPIO和GPG等端口中，其中，端口号通常以大写字母命名，从“A”开始，依次类推，每个端口有16个I/O引脚，通常以数字命名，从0开始，直到15为止。
例如，STM32F103RCT微控制器的GPIOA有16个引脚、分别为PAO、PA1，PA2，……PA15。
二、内部结构输出驱动器（普通输出，复用功能输出）：由多路选择器、输出控制和一对互补的MOS管组成。
输入驱动器：（模拟输入，上拉输入，下拉输入，浮空输入）由TTL肖特基触发器、带开关的上拉电阻电路盒带开关的下拉电阻电路组成。
三、工作模式：(1)普通推挽输出：引脚可输出低电平和高电平，用于较大功率驱动的输出。
(2)普通开漏输出：引脚只能输出低电平。
(3)复用推挽输出：引脚不仅具有推挽输出的特点，还使用片内外设的功能。
(4)复用开漏输出：引脚不仅具有开漏输出特点，而且还使用片内外设功能。
(5)上拉输入：用于默认上拉至高电平输入。
(6)下拉输入：用于默认下拉至高电平输入。
(7)浮空输入：用于不确定高电平输入。
(8)模拟输入：用于外部模拟信号输入。
四、GPIO相关库函数：GPIO_DeInit:将外设GPIOx寄存器恢复为复位启动时的默认值。
GPIO_Init:根据GPIO_InitStruct中指定的参数初始化外设GPIOx寄存器。
GPIO_SetBits:指定GPIO端口的指定引脚置高电平。
GPIO_ResetBits:指定GPIO端口的指定引脚置低电平。
GPIO_Write:向指定GPIO端口写入数据。
GPIO_ReadOutputDataBit:读取指定GPIO端口的指定引脚的输出。
GPIO_ReadOutputData:读取指定GPIO端口的输出。
gpio 输入高阻
gpio 输入高阻GPIO（通用输入输出）是嵌入式系统中常用的一种硬件接口，可以实现数字信号的输入输出。
在GPIO中，输入高阻是一种重要的应用模式。
本文将详细介绍GPIO输入高阻的原理、应用场景、优势以及操作方法。
一、GPIO基本概念GPIO，即通用输入输出，是一种广泛应用于嵌入式系统的硬件接口。
它通常包括输入模式、输出模式和复用模式。
在输入模式下，GPIO可以检测外部信号电平；在输出模式下，GPIO可以驱动外部负载；在复用模式下，GPIO可以同时具备输入和输出功能。
二、输入高阻的原理输入高阻是指GPIO在输入模式下，对外部信号的干扰具有较强的抗性。
这是因为在这种模式下，GPIO引脚内部不含有源电阻，从而降低了外部信号对系统的影响。
输入高阻的实现主要依赖于外部电路的设计，如采用抗干扰能力较强的电阻网络或其他滤波电路。
三、应用场景及优势1.应用场景：输入高阻广泛应用于各种嵌入式系统和物联网设备中，如传感器数据采集、通信信号检测等。
在这些场景下，输入高阻可以有效降低外部噪声对系统的影响，提高信号的准确性。
2.优势：输入高阻具有以下优势：- 抗干扰能力强：输入高阻模式下，GPIO引脚对外部信号的干扰具有较高的抵抗力，有利于提高系统稳定性。
- 电源消耗低：与输出模式相比，输入高阻模式下的GPIO电源消耗较低，有利于延长设备续航时间。
- 系统安全性高：输入高阻模式下的GPIO不直接驱动外部负载，从而降低了因负载故障导致的系统安全风险。
四、操作方法与示例1.操作方法：要将GPIO设置为输入高阻模式，需要根据具体的硬件平台和开发框架进行配置。
一般来说，操作步骤如下：- 初始化GPIO：配置GPIO引脚为输入高阻模式，如设置为三态门或浮空输入等。
- 配置外部电路：根据实际应用需求，设计相应的抗干扰电路，如电阻网络、滤波电路等。
- 读取信号值：通过GPIO读取外部信号电平，并进行相应的处理和分析。
2.示例：以Arduino为例，设置GPIO输入高阻模式的代码示例如下：```c#define GPIO_PIN 2 // 定义GPIO引脚void setup() {pinMode(GPIO_PIN, INPUT_HIGH_RESISTANCE); // 设置GPIO为输入高阻模式}void loop() {int sensorValue = digitalRead(GPIO_PIN); // 读取GPIO引脚电平printf("GPIO %d 状态：%d", GPIO_PIN, sensorValue);}```通过以上介绍，相信大家对GPIO输入高阻有了更深入的了解。
嵌入式最基础的GPIO接口操作了解一下!
嵌入式最基础的GPIO接口操作了解一下!1、GPIOGPIO（General Purpose Input/Output Port），即通用输入输出端口，就是芯片的一些引脚。
作为输入端口时，我们可以通过它们读入引脚的状态--高电平或低电平，作为输出端口时，我们可以通过它们输出高电平或低电平来控制连接的外围设备。
S3C2440有130个GPIO引脚，分为A~J共9组：GPA、GPB、…、GPJ。
通过设置相应的寄存器来设置某个引脚的功能（输入或输出或是其他特殊功能）。
2、通过寄存器操作GPIO每个端口可以很容易的通过软件配置以满足各种系统配置和设计需求，在使用之前你必须定义每个引脚的功能，如果不是用于复用功能，则引脚可以配置为普通输入输出端口。
1）端口配置寄存器GPxCON（x为A~J）GPxCON是用于选择引脚功能。
PORT A的端口配置寄存器GPACON中每一位对应一个引脚（PORT A共23个引脚，bit0~bit22对应GPA0~GPA22）。
当某位被设为0时，相应的引脚被设置成输出引脚，此时可以在GPADAT中相应位写入0或1让此引脚输出低电平或高电平。
当某位被设为1时，相应的引脚被设为地址线或用于地址控制，此时GPADAT无用。
（GPACON通常被设为全1，以便访问外部存储器件）PORT B~PORT J的端口配置寄存器操作完全相同：GPxCON中每两位控制一个引脚，00为输入、01为输出、10为特殊功能、11保留。
2）端口数据寄存器GPxDAT（x为A~J）GPxDAT是用于读/写引脚数据。
当引脚被设为输入时，读此寄存器可得到相应引脚的电平状态是高还是低；当引脚被设为输出时，通过写此寄存器的相应位可设置相应引脚输出高电平或低电平。
3）端口上拉寄存器GPxUP（x为B~J，注意：PORT A端口没有这个寄存器）GPxUP是用于选择是否使用内部上拉电阻。
此寄存器的某位被设置为1时，相应引脚不使用内部上拉电阻；设置为0时，相应引脚使用内部上拉电阻。
嵌入式gpio实验总结
嵌入式gpio实验总结嵌入式GPIO实验总结嵌入式系统是指将计算机硬件系统集成在其他电子设备中的计算机系统。
在嵌入式系统中，GPIO（General Purpose Input/Output）是一种通用输入输出接口，用于与外部设备进行数字信号的交互。
在本次实验中，我们通过使用嵌入式GPIO接口，控制外部设备的输入和输出，以实现特定功能。
在实验过程中，我们首先了解了GPIO的基本原理和使用方法。
GPIO接口通常由一组引脚组成，每个引脚可以配置为输入或输出模式。
通过配置引脚的模式和状态，我们可以向外部设备发送信号或接收外部设备发送的信号。
在配置GPIO引脚之前，我们需要确定引脚的编号和所属的GPIO 控制器。
不同的嵌入式平台或开发板可能具有不同的GPIO引脚编号和控制器。
因此，在实验开始之前，我们需要查阅相关文档或资料，以确定正确的引脚编号和控制器。
在配置GPIO引脚之后，我们可以使用相应的API函数来读取或写入引脚的状态。
对于输出模式的引脚，我们可以使用API函数将引脚状态设置为高电平或低电平，从而控制外部设备的行为。
对于输入模式的引脚，我们可以使用API函数读取引脚的状态，以获取外部设备发送的信号。
在实验过程中，我们使用了一些常见的外部设备，如LED灯、按钮和蜂鸣器，来演示GPIO的使用。
通过配置GPIO引脚，并使用相应的API函数，我们成功地控制了LED灯的亮灭、按钮的检测和蜂鸣器的鸣叫。
这些操作都是通过对GPIO引脚的状态进行读取或写入实现的。
通过本次实验，我们深入了解了嵌入式GPIO的原理和使用方法。
GPIO接口在嵌入式系统中具有广泛的应用，可以用于控制各种外部设备，实现各种功能。
掌握了GPIO的使用，我们可以根据实际需求，灵活地配置和控制嵌入式系统的输入输出，从而实现更多的功能和应用。
总结起来，嵌入式GPIO实验是学习嵌入式系统的重要一环。
通过实验，我们了解了GPIO的基本原理和使用方法，掌握了配置和控制GPIO引脚的技巧。
《ARM嵌入式系统初级教程(基于Cortex-M0)》GPIO(寄存器功能示意图)
第1章GPIO1.1 GPIO本节以LPC1100系列Cortex-M0微控制器为例介绍了ARM微控制器的GPIO功能模块，包括如下内容：●GPIO的基本功能和扩展功能以及相关的基本概念、原理、结构；●GPIO功能的相关寄存器及其功能，以及寄存器的操作示例；●GPIO基本操作的部分重要知识点。
1.1.1 GPIO简介GPIO（General purpose Input/Output，通用输入/输出），顾名思义，它是一种用于完成（数字量）输入/输出的常规功能设备，广泛使用于从单片机到ARM微控制器的各种微控制器。
表1.1给出了LPC1100系列Cortex-M0微控制器的GPIO资源。
表1.1 LPC1100系列Cortex-M0微控制器的GPIO资源1.1.2 寄存器汇总LPC1100系列Cortex-M0微控制器的GPIO相关寄存器见表1.2。
表1.2 寄存器汇总★ 请读者注意，在读写GPIO 相关寄存器内的引脚功能位时，须确认该位对应的引脚是否存在。
例如，LPC1111的端口2只有一根引脚PIO2_0，那么读者在访问LPC1111内端口2对应的引脚方向寄存器GPIO2DIR 时，只能访问GPIO2DIR 的位0，访问其它位都是无效的，因为其它位没有对应的可配置引脚（GPIO2DIR 寄存器的位功能描述见图1.1）。
1.1.3 输入/输出功能1． 简介图1.1是ARM 微控制器GPIO 中和输入/输出功能相关部分的功能框图。
由图1.1可知，ARM 微控制器通过输入/输出数据寄存器存储GPIO 引脚上的数据；通过输入/输出接口电路，令输出的电平信号驱动外界设备并使输入的电平信号能够被ARM 微控制器准确识别和处理。
从单片机到ARM 微控制器，在输入/输出的功能上，GPIO 的基本结构和工作原理变化不大，下面对相关寄存器及其操作进行介绍。
图1.1 GPIO 输入/输出2．GPIO引脚的方向配置（1）简介LPC1100系列Cortex-M0微控制器的GPIO引脚在使用前须配置方向以确定是输入引脚还是输出引脚，这一点和标准80C51单片机不同。
嵌入式教学PPT-第五章 GPIO
FIOxPIN
GPIO为上拉输入模式
输出清零寄存器 管脚值寄存器
GPIO输入输出|I/O屏蔽寄存器
采用屏蔽寄存器FIOxMASK来屏蔽某些位，可以让 软件在一个写操作过程中设置GPIO相应的位而又不影响 到其他的管脚。
FIOxSET 1
1 …… 1
0
0
1
1
FIOxMASK 1
0 …… 1
1
0
0
1
引脚电平
GPIO管脚值寄存器
控制的引脚
FIOxDIR Bit31 Bit30 … … Bit1 Bit0 FIOxSET Bit31 Bit30 … … Bit1 Bit0 FIOxCLR Bit31 Bit30 … … Bit1 Bit0 FIOxPIN Bit31 Bit30 … … Bit1 Bit0
GPIO特性描述|通用输入输出
LPC1700系列Cortex-M3有5组GPIO，多达70个通用I/O 管脚（100管脚封装）；
所有GPIO寄存器位于AHB总线上，可以进行高性能的 CPU快速访问，支持Cortex-M3位带操作； 可配置为上拉/下拉电阻、开漏和中继模式；
GPIO允许进行DMA数据操作。
P0.0
FIO0SET out
1
in
0
FIO0DIR
FIO0CLR
PINSEL0
FIO0PIN
C代码：
... LPC_PINCON->PINSEL0&= 0xFFFFFFFC; (1) 设置引脚连接模块，P0.0为GPIO LPC_GPIO0->FIODIR |= 0x00000001; (2) 设置P0.0口方向，设置为输出 LPC_GPIO0->FIOSET = 0x00000001; (3) 设置P0.0口状态，输出高电平
STM32F4学习笔记之GPIO(使用固件库)
1.使能GPIO的AHB时钟，使用函数：RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOx, ENABLE);2.配置GPIO工作模式用GPIO_Init()函数数据类型说明typedef struct{uint32_t GPIO_Pin; //引脚配置GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode; //GPIO_Mode_IN(输入),GPIO_Mode_OUT（输出）,GPIO_Mode_AF （备用）,GPIO_Mode_AN（模拟）GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;// GPIO_Speed_2MHz，GPIO_Speed_25MHz，GPIO_Speed_50MHz，GPIO_Speed_100MHzGPIOOType_TypeDef GPIO_OType; // GPIO_OType_PP（推挽）,GPIO_OType_OD（开漏）GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd; GPIO_PuPd_NOPULL（无），GPIO_PuPd_UP（上拉），GPIO_PuPd_DOWN（下拉）}GPIO_InitTypeDef;3.备用功能配置（除ADC和DAC外的所有非GPIO功能），使用函数void GPIO_PinAFConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_PinSource, uint8_t GPIO_AF)* This GPIO_AF can be one of the following values:* @arg GPIO_AF_RTC_50Hz: Connect RTC_50Hz pin to AF0 (default after reset)* @arg GPIO_AF_MCO: Connect MCO pin (MCO1 and MCO2) to AF0 (default after reset)* @arg GPIO_AF_TAMPER: Connect TAMPER pins (TAMPER_1 and TAMPER_2) to AF0 (default after reset)* @arg GPIO_AF_SWJ: Connect SWJ pins (SWD and JTAG)to AF0 (default after reset)* @arg GPIO_AF_TRACE: Connect TRACE pins to AF0 (default after reset)* @arg GPIO_AF_TIM1: Connect TIM1 pins to AF1* @arg GPIO_AF_TIM2: Connect TIM2 pins to AF1* @arg GPIO_AF_TIM3: Connect TIM3 pins to AF2* @arg GPIO_AF_TIM4: Connect TIM4 pins to AF2* @arg GPIO_AF_TIM5: Connect TIM5 pins to AF2* @arg GPIO_AF_TIM8: Connect TIM8 pins to AF3* @arg GPIO_AF_TIM9: Connect TIM9 pins to AF3* @arg GPIO_AF_TIM10: Connect TIM10 pins to AF3* @arg GPIO_AF_TIM11: Connect TIM11 pins to AF3* @arg GPIO_AF_I2C1: Connect I2C1 pins to AF4* @arg GPIO_AF_I2C2: Connect I2C2 pins to AF4* @arg GPIO_AF_I2C3: Connect I2C3 pins to AF4* @arg GPIO_AF_SPI1: Connect SPI1 pins to AF5* @arg GPIO_AF_SPI2: Connect SPI2/I2S2 pins to AF5* @arg GPIO_AF_SPI3: Connect SPI3/I2S3 pins to AF6* @arg GPIO_AF_I2S3ext: Connect I2S3ext pins to AF7* @arg GPIO_AF_USART1: Connect USART1 pins to AF7* @arg GPIO_AF_USART2: Connect USART2 pins to AF7* @arg GPIO_AF_USART3: Connect USART3 pins to AF7* @arg GPIO_AF_UART4: Connect UART4 pins to AF8* @arg GPIO_AF_UART5: Connect UART5 pins to AF8* @arg GPIO_AF_USART6: Connect USART6 pins to AF8* @arg GPIO_AF_CAN1: Connect CAN1 pins to AF9* @arg GPIO_AF_CAN2: Connect CAN2 pins to AF9* @arg GPIO_AF_TIM12: Connect TIM12 pins to AF9* @arg GPIO_AF_TIM13: Connect TIM13 pins to AF9* @arg GPIO_AF_TIM14: Connect TIM14 pins to AF9* @arg GPIO_AF_OTG_FS: Connect OTG_FS pins to AF10* @arg GPIO_AF_OTG_HS: Connect OTG_HS pins to AF10* @arg GPIO_AF_ETH: Connect ETHERNET pins to AF11* @arg GPIO_AF_FSMC: Connect FSMC pins to AF12* @arg GPIO_AF_OTG_HS_FS: Connect OTG HS (configured in FS) pins to AF12* @arg GPIO_AF_SDIO: Connect SDIO pins to AF12* @arg GPIO_AF_DCMI: Connect DCMI pins to AF13* @arg GPIO_AF_EVENTOUT: Connect EVENTOUT pins to AF154.使用GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef* GPIOx)和GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)读输入信号5.使用GPIO_SetBits()/GPIO_ResetBits()设置输出引脚6.上电或复位后，引脚备用功能都没启用（JTAG引脚除外），为悬浮输入状态7.LSE引脚OSC32_IN 和OSC32_OUT（PC14 and PC15）的优先级高于GPIO8.HSE引脚OSC_IN/OSC_OUT （PH0 / PH1）的优先级高于GPIO例程：int main(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/* GPIOG Periph clock enable */RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_13;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_12);GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_13);while (1){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==0){GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_13);GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_12);}else{GPIO_SetBits(GPIOD, GPIO_Pin_12); GPIO_ResetBits(GPIOD, GPIO_Pin_13);}}}。
嵌入式系统原理及应用教程第5章GPIO
GPIO引脚的电气特性
GPIO引脚具有一些特殊的电气特性，如输入状态的电流、输出状态的电流、 高电平和低电平的电压范围等。了解这些特性对正确地使用和配置GPIO引脚 至关重要。
GPIO的寄存器编程
通过对GPIO寄存器进行编程，可以实现对GPIO引脚的控制和配置。将具体的 控制参数和配置信息写入寄存器中，可以达到控制GPIO引脚的目的。
GPIO的读写操作
GPIO的读写操作是通过读取或写入GPIO寄存器的特定位来实现的。通过读取 GPIO引脚的值可以获取外部设备的输入信息，而通过向GPIO引脚写入值可以 控制外部设备的输出状态。
GPIO的中断处理
中断是一种常用的处理外部事件的方法，GPIO可以通过中断来实现对外部设 备的响应。当外部事件发生时，系统会立即中断当前的运行，执行预定的中 断处理程序。
GPIO的应用场景介绍
GPIO广泛应用于嵌入式系统中的各种场景，比如控制LED灯的亮灭，驱动数码 管显示数字，处理按键输入，控制电机转动，读取温度传感器的数据等。这 些应用场景展示了GPIO的重要性和灵活性。GPIOFra bibliotek外设的通信方法
GPIO可以与其他外设进行通信，通过特定的通信方法，实现与外设的数据交换和控制。常见的通信方法包括串口通 信、I2C总线、SPI总线等。
嵌入式系统原理及应用教 程第5章GPIO
嵌入式系统中的通用输入输出（GPIO）是一种重要的硬件接口，本章将详细 介绍GPIO的基本概念、电气特性、寄存器编程等内容，以及它在控制LED灯、 数码管、按键输入、电机控制、温度传感器等应用实例中的作用。
GPIO基本概念及分类
GPIO是指用于嵌入式系统的通用输入输出接口。它能够通过编程控制与外部 设备进行信息的输入和输出。GPIO根据其功能和特点可以分为不同的分类。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
嵌入式学习笔记之GPIO详解
一、什么是GPIO：GPIO，英文全称为General-Purpose IO ports，也就是通用IO口。
在嵌入式系统中常常有数量众多，但是结构却比较简单的外部设备/电路，对这些设备/电路有的需要CPU为之提供控制手段，有的则需要被CPU用作输入信号。
而且，许多这样的设备/电路只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了，比如灯亮与灭。
对这些设备/电路的控制，使用传统的串行口或并行口都不合适。
所以在微控制器芯片上一般都会提供一个通用可编程IO接口，即GPIO。
接口至少有两个寄存器，即通用IO控制寄存器与通用IO数据寄存器。
数据寄存器的各位都直接引到芯片外部，而对这种寄存器中每一位的作用，即每一位的信号流通方向，则可以通过控制寄存器中对应位独立的加以设置。
这样，有无GPIO接口也就成为微控制器区别于微处理器的一个特征。
二、GPIO之LCD控制编程：S3C2440有130个I/O端口，分为A-J共9组：GPA、GPB、、、、GPJ，可以通过设置寄存器来确定某个引脚用于输入、输出还是特殊功能。
比如：可以设置GPH6作为输入、输出、或者用于串口。
1、通过寄存器来操作GPIO引脚
1）GPxCON寄存器它用于配置引脚的功能端口A与端口B-J在功能上有所不同，GPACON 中每一位对应一根引脚（共23根引脚）当某位为0时，对应引脚为输出，此时在GPADAT 中相应位写入0或1，让此引脚输出低电平或高电平;当某位被设为1时，对应引脚为地址线或用于地址控制，此时GPADAT保留不用。
GPACON通常被设为全1，以便访问外部存储设备端口B-J在寄存器操作上完全相同，PxCon中每两位控制一根引脚，00表示输入，01表示输出，10表示特殊功能，11保留不用。
2）GPxDAT寄存器它用于读写引脚，当引脚被设为输入时，读此寄存器得到对应引脚的电平状态是高还是低;当引脚被设为输出时，写此寄存器相应位可令此引脚输出高低电平。
3）GPxUP寄存器GPxUP，某位为1时，相应引脚无内部上拉电阻;为1时，相应引脚使用内部上拉电阻上拉电阻、下拉电阻的作用在于，当GPIO引脚出于第三态（非高低电平，而是高阻态，即相当于没接芯片）时，它的电平状态由上拉电阻和下拉电阻确定。