通用输入输出 GPIO 模块

🎯学习目标

• 了解 GPIO 的基本概念；
• 理解 STM32F103 的 GPIO 内部结构、工作模式和使用特性；
• 理解 GPIO 的输入输出模式；
• 熟悉 GPIO 相关的标准外设库函数和 HAL 库函数；
• 掌握用标准库 / HAL 库实现 LED 灯闪烁。

1GPIO 概述

GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入输出）端口内部由一个个寄存器组成：一个引脚对应一个寄存器位，改变寄存器中的数据就能改变外设的工作方式。

与 51 单片机相比，STM32 拥有更多 I/O 引脚、更强驱动能力、更灵活的控制方式，功能也更强大。

2引脚与内部结构

STM32F103ZET6 引脚分类（144 引脚，六大类）

大多数引脚还通过复用技术兼具其他专用功能（如串口、ADC、IIC 等）。

3八种工作模式 ⭐（核心考点）

STM32 的 GPIO 共有 8 种工作模式，分为输出和输入两大类。点击卡片翻转查看要点：

📤 输出模式（4 种）

📥 输入模式（4 种）

4GPIO 输出速度

注意：输出速度不是信号速度，而是 I/O 口驱动电路的响应速度。STM32F103 有 3 档：

5GPIO 寄存器（每组 7 个）

每组 GPIO 端口（Px）由 7 个寄存器组成，控制该端口 16 个引脚：

6标准外设库接口函数

源码在 stm32f10x_gpio.c，头文件 stm32f10x_gpio.h 声明了共 18 种库函数。

GPIO_Init() 有两个参数：① 端口 x（A~G）；② 指向 GPIO_InitTypeDef 结构体的指针。结构体成员：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_0;        // 引脚 0~15 或 All
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;  // 工作模式（推挽输出）
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;   // 输出速度
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

7标准库 vs HAL 库

⭐重点例题：LED 闪烁

// ① 使能 GPIOA 时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
// ② 配置 PA0 推挽输出 2MHz
GPIO_InitTypeDef g;
g.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0; g.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; g.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&g);
// ③ 主循环闪烁
while(1){
  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);   delay_ms(500);  // 亮
  GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); delay_ms(500);  // 灭
}

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
GPIO_InitTypeDef g={0};
g.Pin=GPIO_PIN_0; g.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; g.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&g);
while(1){ HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_0); HAL_Delay(500); }

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