一、前言

? ? ? ? 學習STM32一陣子以后，相信大家對STM32 GPIO的控制也有一定的了解了。之前在STM32 LED的教程中也教了大家如何使用寄存器以及庫函數控制STM32的引腳從而點亮一個LED，之前的寄存器只是作為一個引入，并沒有深層次的講解，在教程中，也沒讓大家有太多的了解。既然學習STM32有一段時間了，那我們能不能從現象推導到本質，去了解一下STM32 引腳控制的本質原理。那么本次教程，就來為大家講解一下STM32引腳驅動的三個關鍵寄存器BSRR、BRR、ODR，相信看了本次教程以后，你對STM32會有更深層次的理解。如果你準備好了，那就讓我們開始吧！

二、誰適合本次教程

? ? ? ? 因為已經涉及到寄存器的操作與講解了，所以請學習本次教程的小伙伴需要具備一定的STM32基礎以及對十六進制轉二進制比較熟悉。

三、資料的準備

? ? ? ? 本次使用STM32F103C8T6進行演示，所以請大家自己準備一塊STM32F103的開發板。本次教程中，我們需要去翻閱STM32F103的手冊，所以大家準備一份STM32F103的數據手冊，相信學習過一陣子STM32的小伙伴應該都有這個手冊吧，這里我就不放了。

四、BSRR、BRR、ODR寄存器講解

? ? ? ? 在我們日常的代碼或者一些模塊的代碼中，可能經常會看到下面這樣的寫法：

GPIOC->BSRR=0x00002000;

又或者是這種寫法：

GPIOC->ODR=0x00002000;

我們可以很明顯的看到，這些寫法都是在控制GPIO的電平，那么這些寫法之間都有什么區別呢？哪種寫法更好呢？

1.BSRR

? ? ? ? 這里我們首先來看BSRR，這里我們打開STM32F10的中文手冊，找到BSRR寄存器處：

下面我們就來解釋一下這個寄存器的作用，很明顯的看到，這里寄存器的位下面只有一個W，表示這個寄存器只是可寫的：

這里大家只需要記住這個寄存器只能寫就可以了，后面會為大家講解為什么。

我們再往下看，下面的寄存器詳細描述中，將寄存器分為了兩個部分來講，分別是0-15位，以及16-31位，總的來說就是將這個寄存器分為了高十六位和低十六位：

這里我們先來看位16-31，這些位都被叫做BR位，這里的R即Reset，手冊中的描述是這些位是用于清除端口0-15：

簡單來說，16-31位就是用于將GPIO口拉低的。假如這里我想控制GPIOC，那么我就可以使用BSRR中的16-31位將GPIPC的0-16引腳全部拉低。

在下面也提到了，這些位只能寫入并且只能一十六位的形式寫入：

我們繼續往下看，如果BSRR的16-31位寫0不會對ODR產生影響，如果寫1，則ODR的對應位就會為0，從而引腳電平被拉低。至于這里為什么我們寫ODR的位就可以直接控制引腳我們后面講解ODR寄存器的時候會講。

然后我們來看BSRR的0-15位，這些位從手冊中可以看到，是用于置位GPIO口的某一位的，0-15位被叫做BS位，這里的S即Set：

同樣的，假如我還是控制GPIOC，那我就可以通過BSRR下的0-15位將GPIOC的0-15引腳都置高。同樣的，下面也提到了，如果給0-15位的某一位置0，則ODR對應的位不產生影響。如果給0-15位置1那么對應的ODR位就會置1從而對應的引腳置1：

這里大家就可能有疑惑了，如果我將一個引腳對應BS位和BR位都置位，會怎么樣？其實在手冊中已經提到了，如果這樣做的話，只有BR位會起作用：

看了上面的內容，相信大家對BSRR寄存器有一定的了解了，簡單來說，它就是一個控制ODR寄存器對應位高低電平從而控制引腳的一個寄存器，在官方的庫函數中，也使用到了BSRR寄存器來控制引腳電平：

這里大家可能又有疑問了，為什么我這里要通過BSRR來控制ODR從而來控制引腳的電平，我不能直接控制ODR嗎？這個問題，同樣也留到我們講解ODR的時候再做講解。

2.BRR

? ? ? ? BRR的功能和BSRR非常接近，以至于現在一些高端的芯片已經閹割了BRR寄存器，不過我們現在還是可以來看看，我們在手冊中找到BRR對應的描述：

我們可以看到BRR寄存器的高十六位是沒有作用的：

并且低十六位和BSRR一樣，只能寫：

這里我們直接看寄存器描述，這里提到了，0-15位主要用于清除端口的位，也就是為指定端口拉低。這里的用法其實和BSRR的高十六位一樣，都是通過給對應的位置1從而給ORD對應的位置0從而控制引腳電平。如果你理解BSRR的話，理解BRR也不是什么難題，這里就不多說了：

3.ODR

? ? ? ? 現在我們來講解ODR，前面已經為大家留了許多問題在ODR這里了，現在我們一一來解決。

我們同樣先在手冊中找到ODR所在的位置：

這里我們可以看到，ODR的高十六位同樣作為保留位。然后就是低十六位，這里的低十六位我們簡單來說就是，對應了GPIO的十六個引腳。我們給ODR對應的位置高或者置低，那么對應的GPIO引腳就會被置對應的電平。假如我么就將ODR的第12位置1，那么對應的GPIO12就會被置1。在手冊中也提到了，我們的BSRR寄存器可以對每個ODR位進行獨立的設置和清除：

這就是為什么我們要通過BSRR來操作ODR從而來操作GPIO。因為BSRR可以對ODR的每一位進行操作并且不影響別的位。如果我們直接操作ODR的話，要實現不影響別的位的效果就需要將ODR的值先讀出來然后再寫入對應的值最后整體寫入ODR，這也是我們常用的讀-改-寫的操作流程。那么大家可能又有疑問了，為什么我們的BSRR可以直接操作ODR。

這里我們在手冊中，找到“8.1.8輸出配置”，這里我們主要是需要下面的圖：

我們將下面的圖單獨拿出來：

這里我們可以看到，我們的寫入可以寫到“位設置/清除寄存器”，這個“位設置/清除寄存器”是什么？這不就是BSRR嗎？：

然后，我們寫入BSRR以后，BSRR直接就寫入了一個名為“輸出數據寄存器”的地方，這個輸出數據寄存器，不就是我們的ODR嗎？：

相當于，BSRR一旦收到數據，就會發送給ODR，從而對ODR的位進行操作。BSRR發送完數據以后，就直接將內部存儲的值扔掉了，本身就不保存值，所以讀取BSRR本很就沒有意義。這樣也印證了為什么之前我們說BSRR不能讀取。

最后，我們可以看到，我們的ODR上有一條單獨的線，是用于讀寫ODR的，這些表示ODR可以被直接讀寫：

其實，總的來說，為什么我們不直接操作ODR呢？因為我們操作BSRR可以直接操作ODR的值從而不影響別的引腳。為什么我們操作BSRR可以直接操作ODR呢？因為它們在物理總線層面被鏈接在了一起，并且操作BSRR可以直接操作ODR的位。為什么BSRR不能讀取呢？因為BSRR有了值以后直接就拿給ODR了，本身不存儲值，沒有讀取的必要。

假如我們執行下面兩段代碼，在實際效果上應該是一樣的：

#include "stm32f10x.h"                  
int main(void)
{RCC->APB2ENR=0x00000010;GPIOC->CRH=0x00300000;GPIOC->BSRR=0x00002000;while(1){}
}

#include "stm32f10x.h"                  
int main(void)
{RCC->APB2ENR=0x00000010;GPIOC->CRH=0x00300000;GPIOC->ODR=0x00002000;while(1){}
}

但是，最后的最后，仍然建議大家在操作引腳時不直接操作ODR，雖然我們可以通過讀-改-寫的方法保留原本的值并且寫入新值，但是，這樣會增加我們的代碼量并且增加出錯的概率。

五、結語

? ? ? ? 以上就是我對GPIO相關的寄存器的一些見解，如果有講得不對的地方，還請大家指正，最后感謝大家的觀看！