ARM裸机开发（GPIO标准库开发）-EW帮帮网

开发板名称（硬件平台）：FS-MP1A (STM32MP157AAA开发板套件)
主控制器：STM32MP157AAA3 = Cortex-A7 * 2 + Cortex-M4 ———— 异构核
CPU主频：Cortex-A7最高650MHz Cortex-M4最高209MHz
硬盘：eMMC(4G)  TF卡(32G)
DDR3：512MB
网卡：千兆网卡
屏幕：5寸、7寸、HDMI屏幕
摄像头：OV5640

1、核心板

2、拓展板

二、分析芯片手册

1、框图分析

2、MP157芯片内部框图

3、物理地址隐射表

1）查找物理内存映射表

物理地址也就是物理硬件内存地址，想要查找物理地址隐射表，我们就得先找到哪个章节是关于物理内存的，查看目录我们可以发现第2章节（Memory and bus architecture）是关于内存和片内总线架构的，再看到第二章的第五节，是内存结构，这里面就是物理地址隐射表了

2）分析物理内存结构

3）分析物理内存映射表

4、RCC章节

1）查找对应的RCC寄存器

RCC寄存器是用来管理外部设备管理器寄存器组的时钟使能的，只有用RCC寄存器使能了对应寄存器组的时钟后，才可以操作这个寄存器组。

仿照芯片手册中存在的寄存器名字，可以得到初步的RCC寄存器名字 - RCC_MP_AHB4ENSETR

2）操作寄存器使能时钟

5、GPIO章节

打开数据手册，看目录可以找到专门将GPIO的章节，也就是第13章节

1）GPIO介绍

GPIO口的八种工作模式：
输入模式	
    1. 浮空输入（Floating Input）	FI	无内部上拉 / 下拉，电平由外部电路决定，易受干扰
    2. 上拉输入（Pull-Up Input）	    PU	内部接拉电阻到 VDD，无外部信号时默认输出高电平
    3. 下拉输入（Pull-Down Input）	PD	内部接拉电阻到 GND，无外部信号时默认输出低电平
    4. 模拟输入（Analog Input）	    AI	引脚直接连接 ADC，用于采集模拟电压信号，不进行数字电平检测
输出模式	
    5. 推挽输出（Push-Pull Output）	PP	可输出高 / 低电平，驱动能力强，适合直接驱动 LED、继电器等
    6. 开漏输出（Open-Drain Output）	OD	仅能输出低电平，高电平需外部上拉电阻，适合电平转换、总线通信（如 I²C）
    7. 复用推挽输出（Alternate Push-Pull）	AF_PP	引脚功能复用为外设（如 UART_TX、SPI_MOSI），输出结构为推挽
    8. 复用开漏输出（Alternate Open-Drain）	AF_OD	引脚功能复用为外设（如 I²C_SDA/SCL），输出结构为开漏

2）上拉电阻

电路的悬空状态(高阻态)：当前电路的阻值无限大，并不清楚当前电路处于高电平状态还是低电平状态
上拉电阻就是由一个电阻和电源相连
悬空状态的电路，存在不清楚是高电平还是低电平的问题，当外接上拉电阻以后，可以稳定当前电路处于高电平状态

3）下拉电阻

下拉电阻就是一个电阻与GND相连接
当一个电路处于悬空状态时，外接一个下拉电阻，可以时当前电路处于稳定的低电平状态，用于保护电路

4）推挽输出

使用推挽输出时
GPIO外设控制器中的N-MOS管和P-MOS管都可以正常工作
可以正常的输出高电平信号和低电平信号

5）开漏输出

使用开漏输出时
GPIO外设控制器中的P-MOS管不工作，N-MOS管正常工作
无法输出高电平信号，可以输出低电平信号

如果一定要用开漏输出模式输出高电平，可以外接上拉电阻
这样在GPIO口悬空时会被上拉电阻拉到高电平

6）GPIO内部框图输出分析

7）GPIO内部框图输入分析

8）配置使能GPIO的寄存器

根据上图中，数据手册的描述，我们可以得知用于硬件初始化的寄存器有：
GPIOx_MODER寄存器    用于选择GPIO的工作模式(输入、输出、复用、模拟)
GPIOx_OTYPER寄存器   用于选择GPIO的输出模式(推挽、开漏)
GPIOx_OSPEEDR寄存器  用于选择GPIO输出速率(低速、中速、高速、超高速)
GPIOx_PUPDR寄存器    用于选择GPIO是否外接上拉/下拉电阻

（1）GPIOx_MODER（工作模式）

（2）GPIOx_OTYPER（输出模式）

（3）GPIOx_OSPEEDR（输出速率）

（4）GPIOx_PUPDR（上拉/下拉电阻）

9）存储GPIO读写值的寄存器

根据上图中，数据手册的描述，我们可以得知可以存储读GPIO写值的寄存器有：
GPIOx_IDR寄存器 ———— 这是一个只读寄存器 ———— 用于存储被输入的(读取到的)数据
GPIOx_ORD寄存器 ———— 这是一个读写寄存器 ———— 用于存储要输出的数据

（1）GPIOx_IDR（输入寄存器）

（2）GPIOx_ODR（输出寄存器）

6、总结初始化GPIO的流程

在片内总线中找到要操作的寄存器组的地址区间；
在要操作的寄存器的介绍章节，找到要操作的寄存器的地址偏移量，以及寄存器的功能；
根据寄存器组地址加上寄存器的地址偏移量，向地址写入寄存器的功能码，操作对应的寄存器；
操作RCC寄存器组中RCC_MP_AHB4ENSETR寄存器，使能想要操作的GPIO寄存器组的时钟；
操作GPIOx_MODER寄存器，设置GPIOx指定引脚的工作模式（输入、输出）；
操作GPIOx_OTYPER寄存器，设置GPIOx指定引脚的输出模式（推挽，开漏）；
操作GPIOx_OSPEEDR寄存器，设置GPIOx指定引脚的输出速率；
操作GPIOx_PUPDR寄存器，设置GPIOx指定引脚是否上拉下拉。
操作GPIOx_IDR和GPIOx_ODR寄存器，控制寄存器读写。

三、汇编指令编写代码读写寄存器

四、C语言编写代码读写寄存器

1、工程基本架构

02-led-c
├── common        -----    公共文件目录
├── include       -----    自定义的头文件目录（需要使用到的）
├── main.c        -----    主函数（需要使用到的）
├── Makefile      -----    工程管理文件
├── map.lds       -----    链接脚本文件
├── src           -----    自定义的源文件目录（需要使用到的）
└── start         -----    启动目录（存在一个start.s启动文件）


需要编写3个文件：
    led.h    // 头文件
    led.c    // 源文件
    main.c   // 执行逻辑主函数