STM32设置GPIO模式

1. 宏定义功能

I2C软件模拟驱动（Bit-Banging），寄存器方式设置GPIO：

#define SDA_IN() {GPIOB->CRH&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRH|=(u32)8<<28;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRH&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRH|=(u32)3<<28;}

此代码常见于I2C通过快速切换引脚方向实现双向数据传输：

• 优点：直接操作寄存器，切换速度快，适合实时性要求高的场景（如I2C位翻转）。

• 缺点：可读性较差，需熟悉寄存器位域定义。

2. 代码解析

(1) 基本概念

• 操作寄存器：GPIOB->CRH（控制GPIOB的Pin8~Pin15）。

• 移位操作:  x << n, 将x向左移动n位

• 引脚确定：操作的是 Pin15（因为每引脚占4位，28 = 7×4，对应Pin15的配置位）。

(2) 寄存器操作逻辑

• GPIOB->CRH &= 0X0FFFFFFF：0x0FFFFFFF = 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

将CRH寄存器的[31:28]位（Pin15的CNF15和MODE15）清零，保留其他引脚配置

• GPIOB->CRH |= (u32)8<<28： 8<<28 = 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

CNF15[1:0] = 10：浮空输入模式; MODE15[1:0] = 00：输入无需速度配置。

• GPIOB->CRH |= (u32)3<<28：3<<28 = 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

CNF15[1:0] = 00：推挽输出模式; MODE15[1:0] = 11：输出速度50MHz

(3) HAL库等效代码

若使用STM32 HAL库，等效代码如下：

// SDA_IN(): 浮空输入
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;  // 浮空输入
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

// SDA_OUT(): 推挽输出，50MHz
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_50MHz;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

注意事项

1. 时钟使能：操作前需确保GPIOB时钟已启用（RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPBEN）。

2. 引脚冲突：避免与其他外设（如SPI、TIM）复用引脚时配置冲突。

3. 位域安全：在多任务环境中，操作寄存器需加锁或关中断防止竞态条件。