stm32库函数GPIO_Init()解析

GPIO_Init函数是IO引脚的初始化函数，进行个个引脚的初始化配置，主要接受两个参数，一个是配置引脚组（GPIO_TypeDef* GPIOx），一个是配置的参数( GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct),具体如下

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
/*其中第一个参数为那组引脚，每组拥有16个引脚，每组都具有不同的寄存器配置地址，第二个参数是一个数据结构，也就是将基本配置信息放在这个数据结构里面，再将这个结构传入函数进行配置*/
//其中数据机构可以表示为如下
typedef struct
{
  uint16_t GPIO_Pin; //引脚号
  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed; //配置速度
  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;   //工作模式
}GPIO_InitTypeDef;

//其中配置模式和工作模式为GPIOSpeed_TypeDef和GPIOMode_TypeDef的枚举变量

为了方面的解析这个函数我们需要把几个常量的定义罗列一下

//首先是引脚定义
#define GPIO_Pin_0                 ((uint16_t)0x0001)  /* Pin 0 selected */
#define GPIO_Pin_1                 ((uint16_t)0x0002)  /* Pin 1 selected */
#define GPIO_Pin_2                 ((uint16_t)0x0004)  /* Pin 2 selected */
#define GPIO_Pin_3                 ((uint16_t)0x0008)  /* Pin 3 selected */
#define GPIO_Pin_4                 ((uint16_t)0x0010)  /* Pin 4 selected */
#define GPIO_Pin_5                 ((uint16_t)0x0020)  /* Pin 5 selected */
#define GPIO_Pin_6                 ((uint16_t)0x0040)  /* Pin 6 selected */
#define GPIO_Pin_7                 ((uint16_t)0x0080)  /* Pin 7 selected */
#define GPIO_Pin_8                 ((uint16_t)0x0100)  /* Pin 8 selected */
#define GPIO_Pin_9                 ((uint16_t)0x0200)  /* Pin 9 selected */
#define GPIO_Pin_10                ((uint16_t)0x0400)  /* Pin 10 selected */
#define GPIO_Pin_11                ((uint16_t)0x0800)  /* Pin 11 selected */
#define GPIO_Pin_12                ((uint16_t)0x1000)  /* Pin 12 selected */
#define GPIO_Pin_13                ((uint16_t)0x2000)  /* Pin 13 selected */
#define GPIO_Pin_14                ((uint16_t)0x4000)  /* Pin 14 selected */
#define GPIO_Pin_15                ((uint16_t)0x8000)  /* Pin 15 selected */
#define GPIO_Pin_All               ((uint16_t)0xFFFF)  /* All pins selected */

//其次是模式定义
typedef enum
{ GPIO_Mode_AIN = 0x0,		       //模拟输入
GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,	   //浮空输入模式， 默认
GPIO_Mode_IPD = 0x28,	           //上拉/下拉输入模式
GPIO_Mode_IPU = 0x48,			   //保留
GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,		   //通用开漏输出
GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,		   //通用推挽输出
GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,		   //复用（开漏)输出
GPIO_Mode_AF_PP = 0x18		   //复用（推挽)输出
}GPIOMode_TypeDef;

//最后是速度定义
typedef enum
{
GPIO_Speed_10MHz = 1,
GPIO_Speed_2MHz,
GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;

其中引脚定义很容以看出引脚0则16位的第0位 置1 ，引脚为2则第2位置1，一次类推，所以如果要定义多个引脚只需要使用或逻辑运算(|)
其次模式定义也有他的规律，参考《stmf10xxx参考手册》可以得出知道存储的高低配置寄存器中每4位表达一个模式+速度，其中模式占高2位，速度占低2位，16个引脚就拥有4*16=64位来存储，所以这样定义就有它的道理，原因就是模式占高位例如10表示上拉/下拉输出模式，则在4位中占高2位，就应该是1000，低2位先用00表示，这样的话上拉/下拉输出模式就可以表示为1000=0x8,或者用0x28的第四位表示也可以，其它也是一样，就是里面的第五位1表示输出模式，0表示输入模式。

速度就直接用1，2，3来表示
具体的函数分析如下

void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)
{
 /*初始化各个变量*/
  uint32_t currentmode = 0x00, currentpin = 0x00, pinpos = 0x00, pos = 0x00;
  uint32_t tmpreg = 0x00, pinmask = 0x00;
  //currentmode 用于存放临时的LCIR
  //currentpin 用于存放配置的引脚位
  //pinpos 用于存放当前操作的引脚号
  //pos 存放当前操作的引脚位
  //tmreg 当前的CIR
  //pinmask


  //判断参数
  assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));
  assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_InitStruct->GPIO_Mode));
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_InitStruct->GPIO_Pin));

  //取出配置信息里面的模式信息并且取它的低4位
  currentmode = ((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x0F);
  if ((((uint32_t)GPIO_OInitStruct->GPIO_Mode) & ((uint32_t)0x10)) != 0x00) //输出模式
  {

    //判断参数
    assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_InitStruct->GPIO_Speed));

    //将速度信息放入currentmode低二位
    currentmode |= (uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Speed;
  }
  if (((uint32_t)GPIO_InitStruct->GPIO_Pin & ((uint32_t)0x00FF)) != 0x00) //引脚有定义
  {
    //当前的CRL保存
    tmpreg = GPIOx->CRL;

    //循环低八位引脚
    for (pinpos = 0x00; pinpos < 0x08; pinpos++)
    {
      //当前是那个引脚，那个位置1
      pos = ((uint32_t)0x01) << pinpos;

      //读取引脚信息里面的当前引脚
      currentpin = (GPIO_InitStruct->GPIO_Pin) & pos;
      if (currentpin == pos)     //如果当前引脚在配置信息里存在
      {
        pos = pinpos << 2;      //pos=引脚号x2
        pinmask = ((uint32_t)0x0F) << pos;  //1111<<引脚号x2,根据
CRL 的结构很容易理解
        tmpreg &= ~pinmask;                 //当前应该操作的CRL位清0
        tmpreg |= (currentmode << pos);     //设置当前操作的
CRL 位
        if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD)   // 端口置为高电平
        {
          GPIOx->BRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
        }
        else
        {
          if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU)    // 端口清0
          {
            GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);
          }
        }
      }
    }
    GPIOx->CRL = tmpreg;
  }

最后就是把配置好的CRL传入CRL寄存器。设置完毕