第五章GPIO及外部中斷的使用5.1綜述通用I\O復位期間和剛復位后，復用功能未開啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式(CNFx[1:0]=01b，MODEx[1:0]=00b)。復位后，JTAG引腳被置于輸入上拉或下拉模式：─PA15：JTDI置于上拉模式─PA14：JTCK置于下拉模式─PA13：JTMS置于上拉模式─PB4：JNTRST置于上拉模式單獨的位設置或位清除當對GPIOx_ODR的個別位編程時，軟件不需要禁止中斷：在單次APB2寫操作里，可以只更改一個或多個位。這是通過對“置位/復位寄存器”(GPIOx_BSRR，復位是GPIOx_BRR)中想要更改的位寫’1’來實現(xiàn)的。沒被選擇的位將不被更改。5.1綜述外部中斷/喚醒線所有端口都有外部中斷能力。為了使用外部中斷線，端口必須配置成輸入模式。5.1綜述軟件重新映射I/O復用功能為了使不同器件封裝的外設I/O功能的數(shù)量達到最優(yōu)，可以把一些復用功能重新映射到其他一些腳上。這可以通過軟件配置相應的寄存器來完成(參考AFIO寄存器描述)。這時，復用功能就不再映射到它們的原始引腳上了。GPIO鎖定機制鎖定機制允許凍結IO配置。當在一個端口位上執(zhí)行了所定(LOCK)程序，在下一次復位之前，將不能再更改端口位的配置。5.1綜述復用功能(AF)使用默認復用功能前必須對端口位配置寄存器編程。●對于復用的輸入功能，端口必須配置成輸入模式(浮空、上拉或下拉)且輸入管腳必須由外部驅動●對于復用輸出功能，端口必須配置成復用功能輸出模式(推挽或開漏)。●對于雙向復用功能，端口位必須配置復用功能輸出模式(推挽或開漏)。這時，輸入驅動器被配置成浮空輸入模式。5.1綜述輸入配置當I/O端口配置為輸入時：●輸出緩沖器被禁止●施密特觸發(fā)輸入被激活●根據(jù)輸入配置(上拉，下拉或浮動)的不同，弱上拉和下拉電阻被連接●出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)在每個APB2時鐘被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器●對輸入數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問可得到I/O狀態(tài)輸出配置當I/O端口被配置為輸出時：●輸出緩沖器被激活●施密特觸發(fā)輸入被激活●弱上拉和下拉電阻被禁止●出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)在每個APB2時鐘被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器●在開漏模式時，對輸入數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問可得到I/O狀態(tài)●在推挽式模式時，對輸出數(shù)據(jù)寄存器的讀訪問得到最后一次寫的值。5.1綜述復用功能配置5.1綜述當I/O端口被配置為復用功能時：●在開漏或推挽式配置中，輸出緩沖器被打開●內置外設的信號驅動輸出緩沖器(復用功能輸出)●密特觸發(fā)輸入被激活●弱上拉和下拉電阻被禁止●在每個APB2時鐘周期，出現(xiàn)在I/O腳上的數(shù)據(jù)被采樣到輸入數(shù)據(jù)寄存器●開漏模式時，讀輸入數(shù)據(jù)寄存器時可得到I/O口狀態(tài)●在推挽模式時，讀輸出數(shù)據(jù)寄存器時可得到最后一次寫的值模擬輸入配置當I/O端口被配置為模擬輸入配置時：●輸出緩沖器被禁止；●禁止施密特觸發(fā)輸入，實現(xiàn)了每個模擬I/O引腳上的零消耗。施密特觸發(fā)輸出值被強置為’0’；●弱上拉和下拉電阻被禁止；●讀取輸入數(shù)據(jù)寄存器時數(shù)值為’0’。5.1綜述5.2庫函數(shù)具體函數(shù)用法詳情見STM32固件庫使用手冊5.3I\O端口的外設把OSC32_IN/OSC32_OUT作為GPIO端口PC14/PC15當LSE振蕩器關閉時，LSE振蕩器引腳OSC32_IN/OSC32_OUT可以分別用做GPIO的PC14/PC15，LSE功能始終優(yōu)先于通用I/O口的功能。把OSC32_IN/OSC32_OUT作為GPIO端口PC14/PC15外部振蕩器引腳OSC_IN/OSC_OUT可以用做GPIO的PD0/PD1，通過設置復用重映射和調試I/O配置寄存器(AFIO_MAPR)實現(xiàn)。這個重映射只適用于36、48和64腳的封裝(100腳和144腳的封裝上有單獨的PD0和PD1的引腳，不必重映射)。5.3I\O端口的外設5.3I\O端口的外設CAN復用功能重映射CAN信號可以被映射到端口A、端口B或端口D上，如下表所示。對于端口D，在36、48和64腳的封裝上沒有重映射功能。5.3I\O端口的外設JTAG/SWD復用功能重映射調試接口信號被映射到GPIO端口上，如下表所示。表調試接口信號5.3I\O端口的外設表調試端口映像5.3I\O端口的外設ADC復用功能重映射ADC1外部觸發(fā)注入轉換復用功能重映射(1)ADC1外部觸發(fā)規(guī)則轉換復用功能重映射(1)ADC2外部觸發(fā)注入轉換復用功能重映射(1)5.3I\O端口的外設ADC2外部觸發(fā)規(guī)則轉換復用功能重映射(1)定時器復用功能重映射5.3I\O端口的外設定時器4的通道1到通道4可以從端口B重映射到端口D。其他定時器的重映射列在下表。參見復用重映射和調試I/O配置寄存器(AFIO_MAPR)定時器5復用功能重映像(1)定時器4復用功能重映像5.3I\O端口的外設定時器3復用功能重映像定時器2復用功能重映像定時器1復用功能重映像5.3I\O端口的外設5.3I\O端口的外設USART復用功能重映射USART3重映像USART2重映像5.3I\O端口的外設USART1重映像5.3I\O端口的外設I2C1復用功能重映射I2C1重映像SPI1復用功能重映射SPI1重映像5.4位運算

左移運算符（＜＜）左移１位相當于該數(shù)乘以２，左移２位相當于該數(shù)乘以22＝４,15＜＜2=60，即乘了４。但此結論只適用于該數(shù)左移時被溢出舍棄的高位中不包含１的情況。假設以一個字節(jié)（８位）存一個整數(shù)，若ａ為無符號整型變量，則ａ＝６４時，左移一位時溢出的是０，而左移２位時，溢出的高位中包含１。右移運算符(>>)右移運算符是a>>2表示將a的各二進制位右移2位，移到右端的低位被舍棄,對無符號數(shù),高位補0。例如：a=017時:a的值用二進制形式表示為00001111，舍棄低2位11：a>>2=00000011右移一位相當于除以2右移n位相當于除以2n。5.4位運算5.4位運算“按位與”運算符（＆）按位與是指：參加運算的兩個數(shù)據(jù)，按二進制位進行“與”運算。如果兩個相應的二進制位都為１，則該位的結果值為１；否則為０。即：０＆０＝０，０＆１＝０，１＆０＝０，１＆１＝１例：３＆５并不等于８，應該是按位與運算：

00000011(3)&

00000101(5)

00000001(1)

注意：如果參加&運算的是負數(shù)（如-3&-5），則要以補碼形式表示為二進制數(shù)，然后再按位進行“與”運算。3&5的值得１5.4位運算“按位或”運算符（|）兩個相應的二進制位中只要有一個為１，該位的結果值為１。即０|０＝０，０|１＝１，１|０＝１，１|１＝１例：060|017,將八進制數(shù)60與八進制數(shù)17進行按位或運算。00110000|0000111100111111“取反”運算符（～）～是一個單目（元）運算符，用來對一個二進制數(shù)按位取反，即將０變１，將１變０。例如，～０２５是對八進制數(shù)２５（即二進制數(shù)０００１０１０１）按位求反。

0000000000010101（～）1111111111101010(八進制數(shù)177752)5.4位運算“異或”運算符（∧）5.4位運算異或運算符∧也稱XOR運算符。它的規(guī)則是：若參加運算的兩個二進制位同號則結果為０（假）異號則結果為１（真）即:0∧0=0，0∧1=1，1∧0=1，1∧1=000111001∧0010101000010011即:071∧052=023（八進制數(shù)）5.5GPIO控制實例控制LED閃爍跑馬燈按鍵輸入5.6外部中斷和中斷控制器嵌套向量中斷控制器特性●60個可屏蔽中斷通道(不包含16個Cortex?-M3的中斷線)；●16個可編程的優(yōu)先等級(使用了4位中斷優(yōu)先級)；●低延遲的異常和中斷處理；●電源管理控制；●系統(tǒng)控制寄存器的實現(xiàn)；嵌套向量中斷控制器(NVIC)和處理器核的接口緊密相連，可以實現(xiàn)低延遲的中斷處理和有效處理地處理晚到的中斷。中斷和異常向量5.6外部中斷和中斷控制器STM32F10xxx產(chǎn)品的向量表5.6外部中斷和中斷控制器5.6外部中斷和中斷控制器5.6外部中斷和中斷控制器5.6外部中斷和中斷控制器外部中斷/事件控制器(EXTI)外部中斷/事件控制器由19個產(chǎn)生事件/中斷要求的邊沿檢測器組成。每個輸入線可以獨立地配置輸入類型(脈沖或掛起)和對應的觸發(fā)事件(上升沿或下降沿或者雙邊沿都觸發(fā))。每個輸入線都可以被獨立的屏蔽。掛起寄存器保持著狀態(tài)線的中斷要求。主要特性EXTI控制器的主要特性如下：●每個中斷/事件都有獨立的觸發(fā)和屏蔽●每個中斷線都有專用的狀態(tài)位●支持多達19個中斷/事件請求●檢測脈沖寬度低于APB2時種寬度的外部信號。參見數(shù)據(jù)手冊中電氣特性部分的相關參數(shù)。5.6外部中斷和中斷控制器5.6外部中斷和中斷控制器硬件中斷選擇通過下面的過程來配置19個線路做為中斷源：●配置19個中斷線的屏蔽位(EXTI_IMR)●配置所選中斷線的觸發(fā)選擇位(EXTI_RTSR和EXTI_FTSR)；●配置那些控制映像到外部中斷控制器(EXTI)的NVIC中斷通道的使能和屏蔽位，使得19個中斷線中的請求可以被正確地響應。硬件事件選擇通過下面的過程，可以配置19個線路為事件源●配置19個事件線的屏蔽位(EXTI_EMR)●配置事件線的觸發(fā)選擇位(EXTI_RTSR和EXTI_FTSR)5.6外部中斷和中斷控制器軟件中斷/事件的選擇19個線路可以被配置成軟件中斷/事件線。下面是產(chǎn)生軟件中斷的過程：●配置19個中斷/事件線屏蔽位(EXTI_IMR,EXTI_EMR)●設置軟件中斷寄存器的請求位(EXTI_SWIER）5.6外部中斷和中斷控制器NVIC庫函數(shù)5.6外部中斷和中斷控制器5.6外部中斷和中斷控制器EXTI庫函數(shù)5.6外部中斷和中斷控制器外部中斷實例—按鍵輸入實驗目的

1.熟練掌握單片機GPIO輸入輸出的使用。2.掌握外部中斷的編程步驟。3.使用外部中斷完成按鍵程序的編寫。5.6外部中斷和中斷控制器硬件設計硬件連接圖如下，實驗板上stm32f103x處理器GPIOC的GPIO_Pin_2連接KEY，通過配置GPIO實現(xiàn)如下功能：按下按鍵SW1使LED4熄滅，再次按下時點亮。5.6外部中斷和中斷控制器軟件設計步驟一：添加庫函數(shù)，以及操作函數(shù)。添加庫函數(shù)有：startup/start_stm32f10x_hd.c；CMSIS/core_cm3.c；system_stm32f10x.c；FWlib/stm32f10x_gpio.c；stm32f10x_rcc.c；stm32f10x_exti.cFWlib/misc.c。操作函數(shù)有：USER/main.c；stm32f10x_it.c；led.c；exti.c；EXTI2_IRQHandler()。步驟二：打開system_stm32f10x.c文件，配置系統(tǒng)時鐘為72MHZ。步驟三：打開打開led.c文件，使用函數(shù)為LED_GPIO_Config()配置PA10；該函數(shù)的實現(xiàn)步驟如下：5.6外部中斷和中斷控制器

voidLED_GPIO_Config(void){ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;\\配置PB14 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_14; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14);//關閉LED4，熄滅}步驟四：在led.h函數(shù)中設置宏定義：#defineLED4(a) if(a) GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14);\\滅 else GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14)\\亮5.6外部中斷和中斷控制器步驟五：配置外部中斷，打開exti.c文件，在這里我們重點解釋函數(shù)EXTI_PE5_Config()的配置步驟。

voidEXTI_PC0_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);\\使能EXTIC線的時鐘和第二功能AFIO時鐘NVIC_Configuration();\\配置EXTIC線的中斷優(yōu)先級配置EXTI中斷線I/OGPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2;\\使用PC2作為外部中斷線GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;//上拉輸入GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);\\GPIO初始化GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource2);\\GPIOC外部中斷進行初始化\\選定要配置為EXTI的I/O口線和I/O口的工作模式EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line2;2號中斷線EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;\\中斷模式EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;//下降沿中斷EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;\\使能中斷EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);\\初始化}5.6外部中斷和中斷控制器步驟六：配置嵌套向量中斷控制器NVIC，在步驟三中已調用了函數(shù)NVIC_Configuration();NVIC配置步驟：

staticvoidNVIC_Configuration(void){NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;\\定義結構體NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=