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外观

五、寄存器点亮LED灯 ​

1.配置流程 ​

一般我们使用GPIO的端口，都需要有以下几个步骤。

  • 开启GPIO的端口时钟
  • 配置GPIO的模式
  • 配置GPIO的输出

  从LED介绍那一章节我们了解到LED2接的是单片机的PC13，LED1接的是单片机的电源。我们要使能LED2就需要配置GPIOC端口。下面我们就以LED2接的PC13进行介绍，其它也是类似的。

1.1.开启GPIO的时钟 ​

  GD32的所有外设资源时钟默认都是关闭的，在配置外设之前需要先开 启对应的时钟。

  要使能LED2，就要先开启GPIOC的时钟，从用户手册的第22页我们了解到GPIOC挂载在AHB2总线上，但在用户手册中我们了解到只有AHB使能寄存器，不分AHB1和AHB2，所以我们使用AHB使能寄存器就好，在用户手册的第78页，AHB使能寄存器如图1-1-1所示。

  从图1-1-1可以看到地址偏移量为0x14，那这个基地址是多少呢？因为AHB使能寄存器是在RCU外设的地址范围内，所以RCU的外设基地址就是AHB使能寄存器的基地址，在用户手册的第68页有明确说明，RCU基地址：0x4002 1000。那我们RCU_AHB1EN寄存器的地址就是基地址加上偏移量，0x4002 1000 + 0x14 = 0x4002 1014。找到要操作的地址了，那我们怎么去配置这个值呢？我们继续看这个寄存器的说明，在用户手册的第79页有寄存器说明，如图1-1-2所示。

  从图1-1-2可以了解到RCU_AHBEN寄存器的第19位就是GPIOC端口时钟使能，我们要开启GPIOC端口时钟使能，就需要往RCU_AHBEN的第19位写1，然后为了保持其他位不变，我们可以使用一个或运算，也就是RCU_AHBEN |= 0x0004 0000，也就是相当于拉高RCU_AHBEN寄存器的第19位，其他位保持不变。其实也可以写为RCU_AHBEN |=(1 << 19),是一样的效果，这里的19就是寄存器的第19位，如果是18就是寄存器的第18位，依次类推。

1.2.配置GPIO模式 ​

  GPIO的模式配置可分为两步，第一步就是通过控制寄存器（GPIOx_CTL）配置为输入功能，输出功能，复用功能还是模拟功能。第二步就是通过 GPIO 上/下拉寄存器（GPIOx_PUD）配置GPIO的上下拉模式或者浮空。配置为输出功能   我们要使能LED，自然是配置GPIO为输出模式，找到控制寄存器（GPIOx_CTL），如图1-2-1所示。

  从图1-2-1可以看到GPIOX_CTL的地址偏移是0x00,我们要使能的是GPIOC的引脚，所以要加上GPIOD的基地址0x4800 0800，即GPIOC_CTL寄存器的地址为0x4800 0800 + 0x00。我们接着看这个寄存器的介绍说明，如图1-2-2所示。

  从图1-2-2可以看到每一个引脚都由2位控制，我们要操作的是PC13引脚，也就是pin13。这样配置，(GPIO_CTL(GPIOC)) &= ~(0x03 << 26);这句代码就是把GPIOC_CTL寄存器的第27位和第26位清零，(GPIO_CTL(GPIOC)) |= (0x01 << 26); 这句代码就是把第27位和第26位配置为01。配置为浮动模式，无上拉下拉   一般输出模式我们都配置为浮动模式，输入模式我们才需要考虑上拉还是下拉，根据默认电平状态进行判断。   第一步配置好为输出模式之后，我们还需要进行第二步配置，配置PC13为浮动模式，无上拉和下拉。关于端口上下拉寄存器如图1-2-3所示。

  从图1-2-3可以看到端口上下拉寄存器的地址偏移是0x0C,那GPIOC_PUD的地址就是0x4800 0800 + 0x0C。我们接着往下看这个寄存器的介绍，如图1-2-4所示。

  从图1-2-4可以看到，每一个引脚都由2位进行控制，和GPIOD_CTL寄存器的配置一样，也是先清空这两位，然后再配置这两位为00。转化为下面这两句代码。

C
(GPIO_PUD(GPIOC)) &= ~(0x03 << (26));

(GPIO\*PUD(GPIOC)) |= (0x00 << (26));

  其实我们发现，第二句代码其实不用写，因为第一句就把这两位清零了。

1.3.配置GPIO的输出 ​

  配置GPIO的输出也分为两步，第一步配置端口输出模式寄存器GPIOx*OMODE，第二步配置端口速度寄存器GPIOx_OSPD。
配置为推挽输出    当我们配置为输出模式的时候，可以有两种输出模式选择，一种是推挽输出模式，一种是开漏输出模式。

推挽输出： 可以输出高低电平，推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。
开漏输出： 输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行，适合做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强（一般20ma以内）。开漏输出可以很方便的调节输出的电平，因为输出电平完全是由上拉电阻连接的电源电平决定。开漏输出可以实现“线与”功能，就是可以把多个信号线连接在一起，只有当所有信号全部为高电平时，合在一起的总线为高电平，否则就为低电平。**

开漏是需要外接上拉电阻才可以输出高电平，这里并不适合，所以需要设置为推挽输出。    端口输出模式寄存器如图1-3-1所示。

  从图1-3-1可以看到端口输出模式寄存器的地址偏移为0x04，那GPIOC*OMODE寄存器的地址就是0x4800 0800+ 0x04。我们接着往下看这个寄存器的介绍，如图1-3-2所示。

  从图1-3-2可以看到每一个引脚由1位进行控制，要配置为推挽输出，只需要往对应的寄存器写0即可。转化为代码为(GPIO*OMODE(GPIOC)) &= ~(0x01 << 13)。 配置速度
  我们配置引脚输出模式之后，我们还要选择这个引脚对应的速度，端口输出速度寄存器如图1-3-3所示。

  从图1-3-3可以看到端口输出速度寄存器的地址偏移是0x08，那么GPIOC_OSPD寄存器的地址就是0x4800 0800 + 0x08。我们接着往下看这个寄存器的介绍，如图1-3-4所示。

       从图1-3-4可以看出每一个引脚由2位进行控制，要配置为多少等级，只需要往对应的位写入对应的值即可。从官方提供的代码中查找到了速度等级对应的频率关系，如下所示。
c
/* GPIO output max speed value */
#define OSPD_OSPD0(regval)         (BITS(0,1) & ((uint32_t)(regval) << 0))
#define GPIO_OSPEED_2MHZ           OSPD_OSPD0(0)         /*!< output max speed 2MHz */
#define GPIO_OSPEED_10MHZ          OSPD_OSPD0(1)         /*!< output max speed 10MHz */
#define GPIO_OSPEED_50MHZ          OSPD_OSPD0(3)         /*!< output max speed 50MHz */

  我们这里选择配置为50MHZ，所以需要往对应的位写入11。转化为代码就是

c
(GPIO_OSPD(GPIOC)) &= ~(0x03 << 26);
(GPIO_OSPD(GPIOC)) |= (0x03 << 26);

  通过这两句我们就可以把PC13引脚的速度配置为50MHZ。
  到此，我们关于GPIO的配置就完成了。

2.配置GPIO输出高电平 ​

  配置好GPIO之后，我们就可以进行点灯了。其实也就是让GPIO引脚输出高低电平，到我们的开发板上就是让PC13输出高电平。   如何让PC13输出高电平呢？通过查阅用户手册7.4章节的GPIO寄存器，这里为大家总结了几种操作的方式。

2.1.端口输出控制寄存器 ​

  关于端口输出控制寄存器如图2-1-1所示。

  从图2-1-1可以看到端口输出控制寄存器的地址偏移为0x14，那么对应的GPIOC_OCTL寄存器的地址为0x4800 0800 + 0x14。我们接着往下看这个寄存器的介绍，如图2-1-2所示。

  从图2-1-2可以了解到GPIOC_OCTL寄存器的低16位有效，每一个引脚对应一位，往对应的位写0就是输出低电平，写1就输出高电平。

c

输出低电平转换为代码为   (GPIO_OCTL(GPIOC)) &= ~ (0x01 << 13);
输出高电平转换为代码为   (GPIO_OCTL(GPIOC)) |= (0x01 << 13);

2.2.端口位翻转寄存器 ​

  使用端口位翻转寄存器也有类似的功能，从名称就可以知道这个寄存器是把对应的位电平进行翻转，这是一个很不错的操作，使用起来也很方便。但前提是我们要知道当下的引脚电平是一个什么状态，然后我们翻转之后又是一个什么状态。关于这一部分就不过多说明，大家可以自行研究一下。

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