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前言

HAL庫對GPIO的抽象

核心分析：HAL_GPIO_Init

前言

我們終于到達了熟悉的地方，對GPIO的初始化。經過漫長的鋪墊，我們終于歷經千辛萬苦，來到了這里。關于GPIO的八種模式等更加詳細的細節，由于只是點個燈，我們不做所有的分析。

HAL庫對GPIO的抽象

HAL庫對GPIO的抽象可以說是到了一個巔峰。使能一個GPIO，被化簡到了一個非常顯然的步驟。

• 使能對應GPIO所在的Port的時鐘

• 設置GPIO對應的模式——點燈的時候，我們是推挽強力的控制外設

• 使用HAL_GPIO_Init函數注冊到寄存器當中

• 做一些Post Init工作。比如說，我們明確的要求拉高拉低GPIO。這個，需要根據外設電路來實現

以我板子上外接的PA9作為一個例子把！

static void __open_gpioclk(){__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
}
?
CCGPIOInitTypeDef led0_init = {.type = {.Pin ? ?= GPIO_PIN_9,.Mode ? = GPIO_MODE_OUTPUT_PP,.Speed ?= GPIO_SPEED_HIGH,.Pull ? = GPIO_PULLUP},.open_clock = __open_gpioclk,.post_init ?= __post_init,.port = GPIOF
};
?
void configure_ccgpio(CCGPIOType* type, ?CCGPIOInitTypeDef* initer)
{type->port = initer->port;type->pinType = initer->type.Pin;
?// oh shit, the open clock is missing initediniter->open_clock ? initer->open_clock() : __die();
?HAL_GPIO_Init(type->port, &initer->type);
?if(initer->post_init) initer->post_init(type);
}

核心分析：HAL_GPIO_Init

我們只是簡單的點個燈，這個函數就可被化簡為如下的邏輯

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef ?*GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)
{uint32_t position;uint32_t ioposition = 0x00U;uint32_t iocurrent = 0x00U;uint32_t temp = 0x00U;
?/* 檢查參數 */assert_param(IS_GPIO_ALL_INSTANCE(GPIOx));assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Init->Pin));assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_Init->Mode));
?/* 配置GPIO引腳 */for(position = 0U; position < GPIO_NUMBER; position++){/* 獲取IO引腳位置 */ioposition = 0x01U << position;/* 獲取當前IO引腳的狀態 */iocurrent = (uint32_t)(GPIO_Init->Pin) & ioposition;
?...
?/* 配置引腳為高電平來點亮LED */GPIOx->ODR |= iocurrent; // 設置為高電平}}
}

這就是為什么我們可以使用Pin9 | Pin10完成我們的組操作，因為內部，我們是逐個比特的完成我們對GPIO的設置，對于每一個滿足——的確是我們要設置的GPIO

 ?

  if(iocurrent == ioposition){/* --------------------- GPIO模式配置 ------------------------*//* 僅當輸出模式時才需要配置 */if(((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE) == MODE_OUTPUT)){/* 配置IO速度 */assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed));temp = GPIOx->OSPEEDR;temp &= ~(GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR0 << (position * 2U));temp |= (GPIO_Init->Speed << (position * 2U));GPIOx->OSPEEDR = temp;
?/* 配置IO輸出類型 */temp = GPIOx->OTYPER;temp &= ~(GPIO_OTYPER_OT_0 << position);temp |= (((GPIO_Init->Mode & OUTPUT_TYPE) >> OUTPUT_TYPE_Pos) << position);GPIOx->OTYPER = temp;
?/* 配置IO輸出模式 */temp = GPIOx->MODER;temp &= ~(GPIO_MODER_MODER0 << (position * 2U));temp |= ((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE) << (position * 2U));GPIOx->MODER = temp;}

也就是說，設置我們的輸出類型是下面的：

• 上拉是指在GPIO引腳與電源（通常是3.3V或5V）之間連接一個電阻，這樣當引腳處于輸入狀態時，如果沒有外部信號驅動該引腳，它會自動被拉到高電平。也就是被高電平拽上去了！

• 下拉是指在GPIO引腳與地（0V）之間連接一個電阻，這樣當引腳處于輸入狀態時，如果沒有外部信號驅動該引腳，它會自動被拉到低電平。也就是被低電平拽下去了！

• 無上下拉配置意味著不連接任何上拉或下拉電阻。當GPIO引腳處于輸入模式時，它的電平狀態將取決于外部電路。如果沒有外部驅動信號，這個引腳將處于浮空狀態（Hi-Z），可能會導致電平不穩定，容易受到噪聲干擾。

中的一種。至于GPIO的速度，則是分為低速中速高速。我們的輸出模式大致分兩種：

• 推挽輸出（Push-pull）：這種輸出類型意味著GPIO引腳可以驅動電流流向負載，并且在輸出高電平和低電平時都會主動提供電流。即引腳會主動拉高電平和拉低電平。它是最常用的輸出類型。

• 開漏輸出（Open-drain）：這種輸出類型意味著GPIO引腳只有在輸出低電平時才會提供電流（拉低電平），而在輸出高電平時，它不會輸出電流，而是處于高阻態（Hi-Z）。通常需要外部上拉電阻來將引腳拉到高電平。你會在使用軟件IIC的時候，再看到它。

所以，筆者按照給出的這個原理圖：配置為上拉的情況，確保初始化后不會立馬被點亮。

很好，現在，我們終于來到了點燈！

set_ccgpio_state(&led0, CCGPIO_LOW);
?
void set_ccgpio_state(CCGPIOType* type, CCGPIOState state)
{HAL_GPIO_WritePin(type->port, type->pinType, (state ? (GPIO_PIN_SET) : (GPIO_PIN_RESET)));
}

此時此刻，我們的GPIO就會被拉到低，形成一個高低的電壓差，存在的電流就把我們的LED導通了！