基于STM8的GPIO操作

demi 发布于：周四, 08/01/2019 - 11:56 ，关键词：

1. 综诉

也许单片机在你看来是一件不太容易的事，但据我所知，单片机，无非就是控制它的GPIO口，所以可以看出，学会如何操作控制GPIO口对使用单片机来说是很重要的一件事。

在装载STM8的单片机中，I/O共有12种工作模式。实际上这里的概念也是和STM32等其他单片机，理解了这12种状态，也就基本上理解了大部分I/O口。

2. STM8S103的GPIO介绍

GPIO(英文：General-purpose input/output),通用型之输入输出的简称，其引角可以供使用者由程控自由使用，PIN脚依现实参考量可作为通用输入（GPI）或者输出（GPO）或通用输入输出（GPIO）。

打开官方IAR例程中的库文件stm8s_gpio.h文件中可以找到，STM8全部的I\O模式

typedef enum
{
  GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT      = (uint8_t)0x00,  /*!< Input floating, no external interrupt */
  GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT      = (uint8_t)0x40,  /*!< Input pull-up, no external interrupt */
  GPIO_MODE_IN_FL_IT         = (uint8_t)0x20,  /*!< Input floating, external interrupt */
  GPIO_MODE_IN_PU_IT         = (uint8_t)0x60,  /*!< Input pull-up, external interrupt */
  GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_FAST  = (uint8_t)0xA0,  /*!< Output open-drain, low level, 10MHz */
  GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST  = (uint8_t)0xE0,  /*!< Output push-pull, low level, 10MHz */
  GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_SLOW  = (uint8_t)0x80,  /*!< Output open-drain, low level, 2MHz */
  GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW  = (uint8_t)0xC0,  /*!< Output push-pull, low level, 2MHz */
  GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_FAST  = (uint8_t)0xB0,  /*!< Output open-drain, high-impedance level,10MHz */
  GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST = (uint8_t)0xF0,  /*!< Output push-pull, high level, 10MHz */
  GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_SLOW  = (uint8_t)0x90,  /*!< Output open-drain, high-impedance level, 2MHz */
  GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_SLOW = (uint8_t)0xD0   /*!< Output push-pull, high level, 2MHz */
}GPIO_Mode_TypeDef;

在芯片资料中我们可以看到，I/O口的基本结构如下：

由于我们使用库函数开发，因此本文就不再解释具体的寄存器操作了，如想了解请察看STM8芯片的手册。

3. 模式介绍

3.1 浮空输入（Input Floating）

浮空输入在 I\O 模式中带有 IN_FL 字眼，如：GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT 、GPIO_MODE_IN_FL_IT。

浮空输入也叫悬浮输入，一般把浮空输入和上拉输入做类比学习。浮空输入的电平不确定的，即使外部的一个很小的输入信号都会使其发生改变。如果引脚设置为悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。

3.2 上拉输入（Input pull-up）

上拉输入在 I\O 模式中带有 IN_PU 字眼，如：GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT 、GPIO_MODE_IN_PU_IT。

上拉输入的时候，引脚内部有一个上拉电阻通过开关连接到电源VDD，当引脚没有和外部电路连接时，设置上拉输入方式的I/O引脚电平是确定的高电平。

3.3 开漏输出（Output open-drain）

开漏输入在 I\O 模式中带有 OUT_OD 字眼，如：GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_FAST 、GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_SLOW 、 GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_FAST 、 GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_SLOW。　　　　　　　　

开漏输出就是不输出电压，低电平时接地，高电平时不接地。如果外接上拉电阻，则在输出高电平时电压会拉到上拉电阻的电源电压。这种方式适合在连接的外设电压比单片机电压低的时候。输出端出跟集电极开路十分相似，工作原理也是一样的。不同的是，开漏输出使用的场效应管，使用时要加上拉电阻。

3.4 推挽输出（Output push-pull）

推挽输入在 I\O 模式中带有 Output push-pull 字眼，如：GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST 、 GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW 、 GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST 、GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_SLOW。

推挽输出可以输出高,低电平,连接数字器件; 推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源低定。

3.5 中断和输出速度

中断在 I\O 模式中带有 IT 字眼。中断只存在 I\O 输入中，因为在输出中设置中断也没有任何意义。中断的意思就是中止当前的工作，然后去执行另外的任务，执行完之后再回来执行原来的任务。

输出速度也只存在 I\O 输出中，可以调整 I\O 的输出速度来将它们进行等级划分，如：low level,10MHz、low level,2MHz、high-impedance level,10MHz、high level,10MHz、high-impedance level, 2MHz、high level, 2MHz。

3.6 初始电平

我们初始化GPIO时候，会有一个初始电平的操作，例如GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_FAST，GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_FAST，GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST中，含有LOW、HIZ、HIGH，分别为低电平、高阻抗电平、高电平三种状态。

4. 例程

4.1 编译环境：

我的编译环境是IAR，这款软件是现在STM8的主流平台，比较推荐。不过我打算等到STCubeMX更新出比较方便的版本后再去使用Keil5，因为我在用STM32的时候就是利用Keil5，的确很方便，你们也可以学着用一下。

4.2 主芯片：

我的主芯片是STM8S系列中的103，其中STM8S的003、005、和103、105，配置一样（外设和CPU频率，FLASH），在代码相同的情况下均可进行烧写。

4.3 代码

先在头文件里定义相对应的LED引角参数。

/* Define --------------------------------------------------------------------*/
/*LED*/ 
#define Led_Opt_Pin GPIO_PIN_5
#define Led_Opt_GPIO_Port GPIOB

在主函数调用MX_GPIO_Init()函数初始 I\O 的引角，再调用GPIO_TogglePin()函数对 I\O 进行一个翻转，直接将一个LED灯进行翻转的话则可以看到明显的变化。

/*******************************************************************************
* Function Name  : MX_GPIO_Init
* Description    : GPIO_Init
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
********************************************************************************/
void MX_GPIO_Init(void)
{
  //LED                                    模式为推挽高速输出
  GPIO_Init(Led_Opt_GPIO_Port,Led_Opt_Pin, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);
  
}


/*******************************************************************************
* Function Name  : GPIO_TogglePin
* Description    : None
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
********************************************************************************/
void GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_Pin_TypeDef GPIO_Pin)
{
  
  GPIOx->ODR ^= GPIO_Pin;
  
}