嵌入式开发软件和服务的全球领导者IAR今日宣布，与中科芯集成电路有限公司（以下简称中科芯）达成生态合作，IAR已全面支持CKS32系列MCU的应用开发。这一合作将进一步推动嵌入式系统的发展，并为开发者提供更完整、高效的开发解决方案。

IAR Embedded Workbench集成开发环境一直是全球众多开发者首选的嵌入式软件开发解决方案之一。这一强大的工具套件已全面支持中科芯CKS32系列MCU，为开发者提供了无与伦比的支持。通过该解决方案，开发者可以充分利用代码优化功能，同时还享有一系列强大的调试功能，包括代码和数据断点、运行时堆栈分析、调用堆栈可视化等。此外，IAR Embedded Workbench还整合了静态代码分析工具C-STAT以及动态代码分析工具C-RUN，可帮助开发者及早发现潜在问题，从而提高代码质量。不仅如此，IAR还提供经过TÜV SÜD认证的功能安全版本，满足ISO 26262等功能安全认证标准，为开发功能安全产品的开发者提供了强有力的支持。

中科芯是国内一流的科研单位和集成电路骨干企业，中科芯MCU事业部专注于32位MCU芯片研发、生产和销售，已批量供货多个系列MCU产品。目前中科芯的CKS32系列MCU已发展成18个产品序列，涵盖了超过100款量产型号，以其卓越的运算性能、兼容性、使用体验以及全产业链的品质和生命周期管控能力而闻名于业内。这些MCU广泛应用于高端消费电子、能源管理、汽车电子、工业控制、电机驱动、智能电表、医疗电子、安防、无线通信等对安全性和可靠性要求极高的领域。

中科芯MCU事业部总经理胡凯先生表示：“我们非常高兴与IAR建立合作伙伴关系。这一合作将有助于中科芯MCU更好地满足国内客户的需求，同时为符合ISO26262功能安全要求的车规级MCU芯片客户提供更高效、便捷和安全的MCU代码调试和优化支持。中科芯MCU将继续与行业生态伙伴紧密合作，构建完整的生态环境，为客户提供从芯片硬件到软件算法、从参考方案到系统设计的全方位支持。”

IAR亚太区副总裁Kiyo Uemura表示：“我们对与中科芯的合作感到非常高兴。这次合作为中国开发者提供了高质量的开发工具，以及原厂技术支持。我们将中国视为全球最重要的市场，深知这里充满潜力和机遇。我们将继续与中国本地厂商紧密合作，共同构建嵌入式领域的繁荣生态系统，为本地客户提供世界一流的技术支持和解决方案，以推动中国嵌入式产业的蓬勃发展。”

中科芯和IAR共同期待为嵌入式开发者和最终用户提供更丰富的资源和支持，为中国嵌入式领域带来更多创新和突破。

关于中科芯

比较输出简介

比较输出可以通过比较CNT与CCR寄存器值的关系，来对输出电平进行置1、置0或翻转的操作，用于输出一定频率和占空比的PWM波形，简称脉宽调制，这也是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。简单一点，就是对脉冲宽度的控制，PWM原理如下图所示：

图中，我们假定定时器工作在向上计数PWM模式，且当CNT<ccrx <="" font="">时，输出0，当CNT>=CCRx时输出1。那么就可以得到如上的 PWM，示意图：当CNT值小于CCRx的时候，IO输出低电平(0)，当CNT值大于等于CCRx的时候，IO输出高电平(1)，当CNT达到ARR值的时候，重新归零，然后重新向上计数，依次循环。改变CCRx的值，就可以改变PWM输出的占空比，改变ARR的值，就可以改变PWM输出的频率，这就是 PWM输出的原理。

CKS32F4的定时器除了TIM6和7。其他的定时器都可以用来产生PWM输出。其中高级定时器TIM1和TIM8可以同时产生多达7路的PWM输出。而通用定时器也能同时产生多达4路的PWM输出。这里仅使用TIM14的CH1产生一路PWM输出。要使CKS32F4的通用定时器TIMx 产生PWM输出，除了上一章介绍的寄存器外，我们还会用到3个寄存器，来控制PWM的。这三个寄存器分别是：

捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1/2）、捕获/比较使能寄存器（TIMx_CCER）、捕获/比较寄存器（TIMx_CCR1~4）。对于捕获/比较模式寄存器（TIMx_CCMR1/2），该寄存器一般有2个：TIMx _CCMR1和TIMx _CCMR2，不过TIM14只有一个。TIMx_CCMR1控制CH1和2，而TIMx_CCMR2控制CH3和4。以下我们将以TIM14为例进行介绍。TIM14_CCMR1寄存器各位描述如下图所示：

该寄存器的有些位在不同模式下，功能不一样，所以在图中，我们把寄存器分了2层，上面一层对应输出而下面的则对应输入。关于该寄存器的详细说明，请参考《CKS32F4xx

中文参考手册》这里我们需要说明的是模式设置位 OC1M，此部分由3位组成。总共可以配置成7种模式，我们使用的是PWM模式，所以这3位必须设置为110/111。

这两种PWM模式的区别就是输出电平的极性相反。另外CC1S用于设置通道的方向（输入/输 出）默认设置为0，就是设置通道作为输出使用。注意：这里是因为我们的TIM14只有1个通道，所以才只有第八位有效，高八位无效，其他有多个通道的定时器，高八位也是有效的，具体请参考《CKS32F4xvx 中文参考手册》对应定时器的寄存器描述。

接下来，我们介绍TIM14的捕获/比较使能寄存器（TIM14_CCER），该寄存器控制着各个输入输出通道的开关。该寄存器的各位描述如下图所示：

该寄存器比较简单，我们这里只用到了CC1E位，该位是输入/捕获1输出使能位，要想PWM从IO口输出，这个位必须设置为1，所以我们需要设置该位为1。因为TIM14只有1个通道，所以才只有低四位有效，如果是其他定时器，该寄存器的其他位也可能有效。

最后，我们介绍一下捕获/比较寄存器（TIMx_CCR1~4），该寄存器总共有4个，对应4 个通道CH1~4。不过TIM14只有一个，即：TIM14_CCR1，该寄存器的各位描述如下图所示：

在输出模式下，该寄存器的值与CNT的值比较，根据比较结果产生相应动作。利用这点，我们通过修改这个寄存器的值，就可以控制 PWM 的输出脉宽了。

如果是通用定时器，则配置以上三个寄存器就够了，但是如果是高级定时器，则还需要配置：刹车和死区寄存器（TIMx_BDTR），该寄存器各位描述如下图所示：

该寄存器，我们只需要关注最高位：MOE位，要想高级定时器的PWM正常输出，则必须设置MOE位为1，否则不会有输出。注意：通用定时器不需要配置这个。其他位我们这里就不详细介绍了。

PWM实际跟上一章节一样使用的是定时器的功能，所以相关的函数设置同样在库函数文件 CKS32f4xx_tim.h和CKS32f4xx_tim.c文件中。

1）开启TIM14和GPIO时钟，配置PF9选择复用功能AF9（TIM14）输出

要使用TIM14，我们必须先开启TIM14的时钟，这点相信大家看了这么多代码，应该明白了。这里我们还要配置PF9为复用（AF9）输出，才可以实现TIM14_CH1的PWM经过PF9输出。库函数使能 TIM14时钟的方法是：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE); //>>TIM14 时钟使能

这在前面章节已经提到过。当然，这里我们还要使能GPIOF的时钟。然后我们要配置PF9引脚映射至AF9，复用为定时器14，调用的函数为：

GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //>>GPIOF9 复用为定时器 14

这个方法跟我们串口实验讲解一样，调用的同一个函数,最后设置PF9为复用功能输出这里我们只列出GPIO初始化为复用功能的一行代码：

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //>>复用功能

这里还需要说明一下，对于定时器通道的引脚关系，大家可以查看CKS32F4对应的数据手册，比如我们PWM实验，我们使用的是定时器14的通道1，对应的引脚PF9可以从数据手册表中查看：

2）初始化TIM14,设置TIM14的ARR和PSC等参数

在开启了TIM14的时钟之后，我们要设置ARR和 PSC两个寄存器的值来控制输出PWM的周期。这在库函数是通过TIM_TimeBaseInit函数实现的，在上一节定时器中断章节我们已经有讲解，这里就不详细讲解，调用的格式为：

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载值 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置预分频值 
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式 
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化 TIMx

3）设置TIM14_CH1的PWM模式，使能TIM14的 CH1输出

设置TIM14_CH1为PWM模式（默认是冻结的）通过配置TIM14_CCMR1的相关位来控制TIM14_CH1的模式。在库函数中，PWM通道设置是通过函数 TIM_OC1Init()~TIM_OC4Init()来设置的，不同的通道的设置函数不一样，这里我们使用的是通道1，所以使用的函数是TIM_OC1Init()。

void TIM_OC1Init(TIM_TypeDef* TIMx, TIM_OCInitTypeDef* TIM_OCInitStruct)；

这种初始化格式大家学到这里应该也熟悉了，所以我们直接来看看结构体TIM_OCInitTypeDef的定义：

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置自动重装载值 
typedef struct 
{ 
    uint16_t TIM_OCMode; 
    uint16_t TIM_OutputState; 
    uint16_t TIM_OutputNState; */ 
    uint16_t TIM_Pulse; 
    uint16_t TIM_OCPolarity; 
    uint16_t TIM_OCNPolarity; 
    uint16_t TIM_OCIdleState; 
    uint16_t TIM_OCNIdleState; 
} TIM_OCInitTypeDef;

这里我们讲解一下与我们要求相关的几个成员变量：参数TIM_OCMode设置模式是PWM还是输出比较，这里我们是PWM模式。

参数TIM_OutputState用来设置比较输出使能，也就是使能PWM输出到端口。

参数TIM_OCPolarity用来设置极性是高还是低。其他的参数TIM_OutputNState，TIM_OCNPolarity，TIM_OCIdleState和 TIM_OCNIdleState是高级定时器才用到的。要实现我们上面提到的场景，方法是：

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; 
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //>>选择模式 PWM 
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //>>比较输出使能 
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //>>输出极性低 
TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //>>根据指定的参数初始化外设TIM1 4OC1

4）使能TIM14

在完成以上设置了之后，我们需要使能TIM14。使能TIM14的方法前面已经讲解过：

TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //>>使能 TIM14

5）修改TIM14_CCR1来控制占空比

最后，在经过以上设置之后，PWM其实已经开始输出了，只是其占空比和频率都是固定的，而我们通过修改TIM14_CCR1则可以控制 CH1的输出占空比。在库函数中，修改TIM14_CCR1占空比的函数是：

void TIM_SetCompare1(TIM_TypeDef* TIMx, uint16_t Compare2)；

理所当然，对于其他通道，分别有一个函数名字，函数格式为TIM_SetComparex(x=1,2,3,4)。

通过以上5个步骤，我们就可以控制TIM14的CH1输出PWM波了。这里特别提醒一下大家，高级定时器虽然和通用定时器类似，但是高级定时器要想输出PWM，必须还要设置一个MOE位(TIMx_BDTR 的第15位)，以使能主输出，否则不会输出PWM。库函数设置的函数为：

void TIM_CtrlPWMOutputs(TIM_TypeDef* TIMx, FunctionalState NewState)

代码示例

TIM3时钟来自于APB1域，我们通过APB1总线下的时钟使能函数来使能TIM3的时钟。调用的函数是：

//>>TIM14 PWM 部分初始化 
//>>PWM 输出初始化 
//>>arr：自动重装值 psc：时钟预分频数 
void TIM14_PWM_Init(u32 arr,u32 psc) 
{ 
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; 
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; 
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM14,ENABLE);//TIM14 时钟使能 
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); //使能  PORTF 时钟 
    GPIO_PinAFConfig(GPIOF,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_TIM14); //GF9 复用为 TIM14 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //GPIOF9 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; 
    //速度 50MHz 
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出 
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉 
    GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure); //初始化 PF9 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc; //定时器分频 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr; //自动重装载值 
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; 
    TIM_TimeBaseInit(TIM14,&TIM_TimeBaseStructure);
    //初始化定时器 14 //初始化   TIM14 Channel1 PWM 模式 
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //PWM 调制模式 1 
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能 
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性低 
    TIM_OC1Init(TIM14, &TIM_OCInitStructure); //初始化外设 TIM1 4OC1 
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM14, TIM_OCPreload_Enable); //使能预装载寄存器 
    TIM_ARRPreloadConfig(TIM14,ENABLE);//ARPE 使能 
    TIM_Cmd(TIM14, ENABLE); //使能 TIM14 
    TIM_SetCompare1(TIM14,300); //>>设置pwm的占空比为300/500 = 60%
}

此部分代码包含了上面介绍的PWM输出设置的前5个步骤。这里我们关于TIM14的设置就不再说了。接下来，我们看看主程序里面的main函数如下：

int main(void) 
{ 
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//>>设置系统中断优先级分组 2 
    delay_init(168); //>>初始化延时函数 
    TIM14_PWM_Init(500-1,84-1); //>>定时器时钟为 84M，分频系数为 84，所以计数频率 
    //>>为 84M/84=1Mhz,重装载值 500，所以 PWM 频率为 1M/500=2Khz. 
    while(1) 
    { 
    } 
}

这里，我们先设置好了NVIC终端优先级，然后初始化延时函数和timer，在timer的初始化参数中我们把PWM的频率设置成2K,将占空比设置成60%，完成PWM输出设置。

EXTI 简介

EXTI(External interrupt/event controller)—外部中断/事件控制器，管理了控制器的 23个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。EXTI可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。

EXTI 功能框图

EXTI的功能框图包含了 EXTI最核心内容，EXTI可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件。EXTI功能框图如下：

中断/事件线

EXTI有23个中断/事件线，每个GPIO都可以被设置为输入线，占用EXTI0至EXTI15，还有另外七根用于特定的外设事件。

EXTI0至EXTI15用于GPIO，通过编程控制可以实现任意一个GPIO作为 EXTI的输入源。由上图可知，EXTI0可以通过AFIO的外部中断配置寄存器 1(AFIO_EXTICR1)的EXTI0[3:0]位选择配置为PA0、PB0、PC0、PD0、PE0、PF0、PG0、PH0 或者PI0，其他EXTI线(EXTI中断/事件线)使用配置都是类似的。

外设事件连接模式：

EXTI line 16 连接PVD输出

EXTI line 17 连接RTC闹钟事件

EXTI line 18 连接USB OTG FS唤醒事件

EXTI line 19 连接以太网唤醒事件

EXTI line 20 连接USB OTG HS唤醒事件

EXTI line 21 连接RTC 篡改和时标事件

EXTI line 22 RTC唤醒事件

EXTI 初始化结构体

标准库函数对每个外设都建立了一个初始化结构体，比如 EXTI_InitTypeDef，结构体成员用于设置外设工作参数，并由外设初始化配置函数，比如 EXTI_Init()调用，这些设定参数将会设置外设相应的寄存器，达到配置外设工作环境的目的。

初始化结构体和初始化库函数配合使用是标准库精髓所在，理解了初始化结构体每个成员意义基本上就可以对该外设运用自如了。初始化结构体定义在 cks32f4xx_exti.h 文件中，初始化库函数定义在 cks32f4xx_exti.c 文件中，编程时我们可以结合这两个文件内注释使用。

EXTI操作流程

a）首先配置GPIO引脚模式：

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); 
/* 配置GPIOA.0 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
/* 配置为输入模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
/* 配置速率为高速模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
/* 使能下拉模式 */
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;
/* 调用初始化函数 */
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);typedefstruct

b）配置EXTI line0中断线连接GPIOA.0：

typedefstrucSYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

c）配置中断线为中断模式，上升沿触发模式并使能：

EXTI_InitTypeDef  EXTI_Structure;
EXTI_StructInit(&EXTI_Structure); 
/*  配置中断线0 */
EXTI_Structure.EXTI_Line = EXTI_Line0;      
/* 使用中断模式 */
EXTI_Structure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
/* 电压低于阀值时产生中断 */     
EXTI_Structure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Raising;  
/* 使能中断线  */
EXTI_Structure.EXTI_LineCmd = ENABLE;   
/* 初始化中断  */
EXTI_Init(&EXTI_Structure);

d）配置中断管理器NVIC，设置EXTI0_IRQn中断源优先级并初始化：

Svoid NVIC_Configuration(void)
{  
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;  
    /* 嵌套向量中断控制器组选择 */  
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  
    /* 配置EXTI0_IRQn中断源 */  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;  
    /* 抢断优先级为1 */  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  
    /* 子优先级为1 */  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;  
    /* 使能中断 */  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
    /* 初始化配置NVIC */ 
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
 }  
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

e）当产生 EXTI0中断，在中断程序中进行相应的处理：

typvoid EXTI0_IRQHandler(void)
{  
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)  
    {            
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
        /* 添加用户处理代码 */  
     }
}  edefstruct

GPIO(General-purpose input/output)是通用输入输出端口的简称，CKS32F4xx系列产品通过GPIO引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。最基本的输出功能是由CKS32F4xx系列产品控制引脚输出高、低电平，实现开关控制，如把GPIO引脚接入到LED灯，那就可以控制LED灯的亮灭，引脚接入到继电器或三极管，那就可以通过继电器或三极管控制外部大功率电路的通断。最基本的输入功能是检测外部输入电平，如把 GPIO引脚连接到按键，通过电平高低区分按键是否被按下。

GPIO硬件结构框图

该图从最右端看起，最右端标注着“I/O”的就是代表CKS32F4xx系列产品引出的GPIO引脚，其余部件都位于芯片内部。引脚处的两个保护二级管可以防止引脚外部过高或过低的电压输入，当引脚电压高于VDD_FT时，上方的二极管导通，当引脚电压低于VSS时，下方的二极管导通，由此可以防止不正常电压引入芯片导致芯片的烧毁。这里要特别注意VDD_FT 代表IO口兼容3.3V和5V，如果没有标注“FT”，就代表着不兼容5V。在芯片数据手册的引脚定义中，会看到有“电平I/O”一列，有FT标注的即为支持5V,如下图所示：

标号1处是上拉、下拉电阻，从它的结构我们可以看出，通过上、下拉对应的开关配置，我们可以控制引脚默认状态下的电压，开启上拉的时候引脚电压为高电平，开启下拉的时候引脚电压为低电平。同时也可以设置“既不上拉也不下拉模式”，我们也把这种状态称为浮空模式。

标号2处是一个由P-MOS和N-MOS管组成的单元电路。这个结构使GPIO具有了“推挽输出”和“开漏输出”两种模式。上方的P-MOS管高电平导通，低电平关闭，下方的N-MOS低电平导通，高电平关闭。

标号3处是输出数据寄存器，它为标号2处的双MOS管结构电路提供输入控制信号，因此通过修改输出数据寄存器的值就可以修改GPIO引脚的输出电平。而图中“置位/复位寄存器 GPIOx_BSRR”可以通过修改输出数据寄存器的值从而影响电路的输出。

标号4处是复用功能输出，“复用”是指CKS32F4xx系列产品的其它片上外设可以对GPIO引脚进行控制，此时GPIO引脚用作该外设功能的一部分，算是第二用途。例如我们使用USART串口通讯时，需要用到某个GPIO引脚作为通讯发送引脚，这个时候就可以把该GPIO引脚配置成USART串口复用功能，由串口外设控制该引脚，发送数据。

标号5处是输入数据寄存器，它连接到图中的TTL施密特触发器，触发器的基本原理是当输入电压高于正向阈值电压时，输出为高；当输入电压低于负向阈值电压时，输出为低；IO口信号经过触发器后，模拟信号转化为0和1的数字信号，也就是高低电平,并且是TTL电平协议, 然后存储在“输入数据寄存器。因此，通过读取该寄存器就可以了解GPIO引脚的电平状态。

标号6处是复用功能输入，与“复用功能输出”模式类似，同样，如果我们使用USART串口通讯时，需要用到某个GPIO引脚作为通讯接收引脚，这个时候就可以把该GPIO引脚配置成USART串口复用功能，使USART可以通过该通讯引脚接收远端数据。

标号7处是模拟输入输出，当 GPIO引脚用于ADC采集电压的输入通道时，用作“模拟输入”功能，此时信号是不经过施密特触发器的，因为经过施密特触发器后信号只有0、1 两种状态，所以ADC外设要采集到原始的模拟信号，信号源输入必须在施密特触发器之前。同样的，当 GPIO引脚用于DAC作为模拟电压输出通道时，此时作为“模拟输出”功能，DAC 的模拟信号输出就不经过双MOS管结构了，在GPIO结构框图的右下角处，模拟信号直接输出到引脚。

GPIO的工作模式

- 4种输入模式 -

1.浮空输入

浮空输入状态下，IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定。如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。

2.上拉输入

在该模式下，如果IO口外部没有信号输入或者引脚悬空，IO口默认为高电平。如果I/O口输入低电平，那么引脚就为低电平，MCU读取到的就是低电平。

3.下拉输入

在该模式下如果IO口外部没有信号输入或者引脚悬空，IO口默认为低电平，如果I/O口输入高电平，那么引脚就为高电平，MCU读取到的就是高电平。

4.模拟功能

当GPIO用于模拟功能时，引脚的上、下拉电阻是不起作用的，这个时候即使配置了上拉或下拉模式，也不会影响到模拟信号的输入输出。除了ADC和DAC要将IO配置为模拟功能模式之外，其他外设功能一律要配置为复用功能模式。

- 4种输出模式 -

1.开漏输出(带上拉或者下拉)

在该模式下，若MCU控制输出为高电平1时，输出指令是不会起到作用的。此时I/O端口的电平就不会由输出的高电平决定，而是由I/O端口外部的上拉或者下拉决定，如果没有上拉或者下拉，IO口就处于高阻态。虽然通过软件设置内部上拉，也可以输出高电平，但是CKS32F4xx系列产品内部上拉是"弱上拉"，即通过此上拉输出的电流是很弱的,驱动能力很弱。但是在该模式下，当MCU控制输出为低电平0时，即使没有上拉或者下拉，I/O端口也会输出低电平。另一方面，在开漏模式下，施密特触发器是打开的，即输入可用，可以通过输入数据寄存器GPIOx_IDR读取I/O的实际状态。开漏输出主要有以下两点作用：

a. I/O端口设置成开漏输出模式时，可以用来连接不同电平的器件，用来匹配电平，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻。因此我们通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如通过加上上拉电阻就可以提供TTL电平-CMOS电平的输出。

b.当多个设置为开漏输出的引脚连接到一条总线上时。通过外加一个上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，这些引脚形成了“与逻辑”关系，即“线与”。如果有一个引脚输出为逻辑0，相当于接地，那么与之并联的回路“相当于被一根导线短路”，所以总线上的逻辑电平便为0。只有都为高电平时，总线上的电平才为1。在IIC通信中，引脚通常设置为开漏输出模式。

2.复用开漏输出(带上拉或者下拉)

此时GPIO复用为其他外设，输出数据寄存器GPIOx_ODR无效；即输出的高低电平来源于其它外设，除了输出信号的来源改变之外，其他的与开漏输出功能相同。

3.推挽输出(带上拉或者下拉)

在该模式下，如果我们控制输出为0，低电平，则I/O端口的电平就是低电平。若控制输出为1，高电平，则I/O端口的电平就是高电平。此时，外部上拉和下拉的作用是控制在没有输出IO口的默认电平。在该模式下，施密特触发器也是打开的，即输入可用，通过输入数据寄存器GPIOx_IDR可读取I/O的实际状态。

4.复用推挽输出(带上拉或者下拉)

此时GPIO复用为其他外设，输出数据寄存器GPIOx_ODR无效；即输出的高低电平来源于其它外设，除了输出信号的来源改变之外，其他的与推挽输出功能相同。

- 4种输出速度 -

1. 2MHZ(低速)

2. 25MHZ(中速)

3. 50MHZ(快速)

4. 100MHZ(高速)

GPIO的引脚速度又称输出驱动电路的响应速度，即一个驱动电路可以不失真地通过信号的最大频率。比如信号频率为10MHz，而我们把GPIO速度配置成了2MHz，则10MHz的方波很可能就变成了正弦波，发生了失真。芯片内部在I/O口的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路，我们可以根据自己的需要选择合适的驱动电路，通过选择速度来选择不同的输出驱动模块，达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。因为GPIO口的速度配置越高，噪声越大，功耗也越大。比如在USART串口通信中，若最大波特率只需115.2k，那用2M的速度就够了，既省电，噪声也小；而在SPI接口中，若使用18M或9M的波特率，则需要选用50M的GPIO的引脚速度。

注意：CKS32F407用于配置PA13输出速度的GPIOA_OSPEEDR寄存器的端口 13配置位(GPIOA_OSPEEDR_OSPEEDR13[1:0])初始值为00，即PA13的I/O输出速度默认为低速。因此客户在实际使用CKS32F407时，要按照参考手册中的介绍来配置GPIOA_OSPEED寄存器中 OSPEEDR13[1:0]位，从而来选择PA13的I/O输出指定的速度。

GPIO的配置

接下来我们讲解如何利用CKS32F4xx系列固件库对GPIO口的工作模式进行配置。首先，固件库中定义了一个如下的结构体：

typedef struct
{  
  uint32_t GPIO_Pin;               
  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;      
  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;    
  GPIOOType_TypeDef GPIO_OType;    
  GPIOPuPd_TypeDef GPIO_PuPd;    
} GPIO_InitTypeDef;

通过对该结构体成员中各个变量的初始化，就可以完成对2.2小节中所讲的GPIO口的工作模式配置。结构体中各个成员变量的介绍及初始化时可被赋的值如下：

1)GPIO_Pin:用来选择要控制的GPIO引脚，在标准库函数中可选择的值及其定义如下：

#define GPIO_Pin_0                 ((uint16_t)0x0001) 
#define GPIO_Pin_1                 ((uint16_t)0x0002) 
#define GPIO_Pin_2                 ((uint16_t)0x0004)  
#define GPIO_Pin_3                 ((uint16_t)0x0008) 
#define GPIO_Pin_4                 ((uint16_t)0x0010)  
#define GPIO_Pin_5                 ((uint16_t)0x0020)  
#define GPIO_Pin_6                 ((uint16_t)0x0040) 
#define GPIO_Pin_7                 ((uint16_t)0x0080)  
#define GPIO_Pin_8                 ((uint16_t)0x0100) 
#define GPIO_Pin_9                 ((uint16_t)0x0200)  
#define GPIO_Pin_10                ((uint16_t)0x0400) 
#define GPIO_Pin_11                ((uint16_t)0x0800) 
#define GPIO_Pin_12                ((uint16_t)0x1000) 
#define GPIO_Pin_13                ((uint16_t)0x2000) 
#define GPIO_Pin_14                ((uint16_t)0x4000)  
#define GPIO_Pin_15                ((uint16_t)0x8000) 
#define GPIO_Pin_All               ((uint16_t)0xFFFF)

2) GPIO_Mode:用来设置已经选择的GPIO引脚的模式，在标准库函数中可选择的值及其定义如下：

typedef enum
{   
   GPIO_Mode_IN   = 0x00, /*!设置为输入模式 */  
   GPIO_Mode_OUT  = 0x01, /*!设置为输出模式*/  
   GPIO_Mode_AF   = 0x02, /*!设置为复用模式 */  
   GPIO_Mode_AN   = 0x03  /*!设置为模拟模式*/
}GPIOMode_TypeDef;

3) GPIO_Speed:用来设置已经选择的GPIO引脚的速度，在标准库函数中可选择的值及其定义如下：

#define  GPIO_Speed_2MHz    GPIO_Low_Speed    
#define  GPIO_Speed_25MHz   GPIO_Medium_Speed 
#define  GPIO_Speed_50MHz   GPIO_Fast_Speed 
#define  GPIO_Speed_100MHz  GPIO_High_Speed

4) GPIO_OType:用来设置已经选择的GPIO引脚的输出模式，只有输出模式才需要该配置，输入模式下不需要该配置。在标准库函数中可选择的值及其定义如下：

typedef enum
{   
   GPIO_OType_PP = 0x00, /*!设置为推挽输出模式 */  
   GPIO_OType_OD = 0x01  /*!设置为开漏输出模式 */
}GPIOOType_TypeDef;

5) GPIO_PuPd:用来设置已经选择的GPIO引脚的上下拉，在标准库函数中可选择的值及其定义如下：

typedef enum
{   
   GPIO_PuPd_NOPULL = 0x00, /*!设置为既不上拉也不下拉/浮空模式 */  
   GPIO_PuPd_UP     = 0x01, /*!设置为上拉模式*/  
   GPIO_PuPd_DOWN   = 0x02  /*!设置为下拉模式*/
}GPIOPuPd_TypeDef;

根据上面所讲解的配置方法，我们讲解标准库下的3个实际配置实例。

1) 作为普通的GPIO口输出，控制LED灯的亮灭，其GPIO口初始化函数如下：

void LED_GPIO_Init(void)
{         
   GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;  
   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);//使能GPIOF时钟  
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;//LED1对应的IO口  
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//输出模式  
   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽模式  
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//速度100MHz  
   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉  
   GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
}

2) 复用为CAN外设的输出。

void CAN1_GPIO_Init(void)
{    
   GPIO_InitTypeDef         
   GPIO_InitStructure;   
   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能PORTA时钟                                          
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11| GPIO_Pin_12;    
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;  //复用功能    
   GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出    
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz    
   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;  //上拉    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化PA11,PA12   
   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource11,GPIO_AF_CAN1); //GPIOA11复用为CAN1   
   GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_CAN1); //GPIOA12复用为CAN1

3) 当ADC采集的输入通道，作为普通模拟输入。

void  ADC_Init(void)
{      
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;  
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);//使能GPIOA时钟  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;//PA5 通道5  
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;//模拟输入  
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;//不带上下拉  
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化
 }

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CKS-Debugger支持型号表

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注：详细使用说明见附件CKS-Debugger仿真器使用说明书，扫码后可下载。