【RoboMaster】GPIO是什么？一文讲透！【STM32】

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0.0 一点点声明

• 本文以及以后的所有属于RoboMaster主题STM32系列的文章，均以RoboMaster开发板A型为说明和测试目标，其芯片代号为STM32F427IIHx，如果您的芯片代号不同，则不能直接使用本教程代码和引脚配置，请酌情修改！

1.0 什么是GPIO？

• General Purpose Input Output 通用输入/输出端口

GPIO接脚可以供使用者由程控自由使用，PIN脚依现实考量可作为通用输入 ( GPI ) 或通用输出 ( GPO ) 或通用输入与输出 ( GPIO ) 。在嵌入式系统中，经常需要控制许多结构简单的外部设备或者电路，这些设备有的需要通过CPU控制，有的需要CPU提供输入信号。对设备的控制，使用传统的串口或者并口就显得比较复杂，所以，在嵌入式微控制器上通常提供了一种“通用可编程I/O端口”，也就是GPIO。一个GPIO端口至少需要两个寄存器，一个做控制用的“通用IO端口控制寄存器”，还有一个是存放数据的“通用I/O端口数据寄存器”。数据寄存器的每一位是和GPIO的硬件引脚对应的，而数据的传递方向是通过控制寄存器设置的，通过控制寄存器可以设置每一位引脚的数据流向。

2.0 GPIO在哪里？

1. 在开发板A型中，提供了18个用户自定义GPIO

​ 上图中，26即为GPIO，位于开发板A型的中间位置

​ 这是GPIO的具体引脚图，在配置芯片引脚时请务必核实引脚号是否正确

1. RoboMaster同样也非常体贴地预先将一些GPIO接到了用户自定义LED上，在2.1图中的位置为10和18，10的LED×8皆为绿色，而18的LED×2则是一绿一红，在用户自定义按键附近。只能设置为GPIO_Output模式。

1. 用户自定义按键（白色按键，黑色按键是STM32重启按键）。可以设置为GPIO_Input模式，或者GPIO_EXTI2模式（用于Interrupt 中断，现在不用理解这个，下个教程会讲）

3.0 如何使用GPIO？

在下文中，几乎任何HAL函数的参数都需要外设和引脚，但是在比如Arduino的平台上，只需要引脚即可。其原因在于，对于STM32，一个外设可以连接众多引脚，在配置的时候，这些引脚都使用同一份外设配置，但是实际使用的时候，可以分别控制。

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

• 参数
  • GPIOx：想要读取的GPIO所属的外设
  • GPIO_Pin：想要读取的GPIO的引脚
• 返回值
  • GPIO_PinState：当I/O为低 ( 0 ) 时，返回GPIO_PIN_RESET；当I/O为高 ( 1 ) 时，返回GPIO_PIN_SET

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)

• 参数
  • GPIOx：想要写入的GPIO所属的外设
  • GPIO_Pin：想要写入的GPIO的引脚
  • PinState：想要写入的GPIO状态【GPIO_PIN_RESET / GPIO_PIN_SET】

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

• 参数
  • GPIOx：想要反转的GPIO所属的外设
  • GPIO_Pin：想要反转的GPIO的引脚

如果GPIO状态为GPIO_PIN_RESET，则改为GPIO_PIN_SET；
如果GPIO状态为GPIO_PIN_SET，则改为GPIO_PIN_RESET。

HAL_StatusTypeDef HAL_GPIO_LockPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

• 参数
  • GPIOx：想要锁死的GPIO所属的外设
  • GPIO_Pin：想要锁死的GPIO的引脚

锁死的是该GPIO的配置，而不是状态。任何尝试修改其配置的操作都会失败，除非重置GPIO。

void HAL_GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t GPIO_Pin)

• 参数
  • GPIOx：想要重置的GPIO所属的外设
  • GPIO_Pin：想要重置的GPIO的引脚

重置GPIO到默认的配置（Input Floating模式）。用于当我们不再使用某个外设时，节约电量，避免额外的消耗。

4.0 练习项目

4.1 项目简介

• 按键版流水灯：按下白色按键后，依次让自带的LED灯按顺序亮起，或者依次熄灭

4.2 芯片配置

• 芯片视角

• GPIO配置列表