GPIO的寄存器以及ODR和BSRR的区别

一、GPIO的寄存器

1. MODER (模式寄存器)

MODER 寄存器控制每个引脚的工作模式。每两个连续的位配置一个引脚的模式。支持的模式包括输入、输出、复用功能、模拟模式。

2. OTYPER (输出类型寄存器)

OTYPER 寄存器控制引脚的输出类型。每个位对应一个引脚的输出类型。可以选择推挽输出（标准输出）或开漏输出（适用于需要外部上拉电阻的场景）。

3. OSPEEDR (输出速度寄存器)

OSPEEDR 寄存器用于配置引脚的输出速度。每两个连续的位配置一个引脚的输出速度，支持低、中、高、极高速选项。

4. PUPDR (上拉/下拉寄存器)

PUPDR 寄存器控制每个引脚的上拉或下拉电阻。每两个连续的位配置一个引脚的上拉或下拉电阻，支持没有电阻、上拉电阻、下拉电阻。

5. IDR (输入数据寄存器)

IDR 寄存器用于读取引脚的输入状态，返回每个引脚的电平状态（高或低）。

6. ODR (输出数据寄存器)

ODR 寄存器用于设置或读取引脚的输出状态。每一位对应一个引脚的输出电平，可以设置为高电平（1）或低电平（0）。

7. BSRR (位设置/复位寄存器)

BSRR 寄存器用于原子地设置或复位引脚的电平。低16位设置引脚为高电平（置1），高16位设置引脚为低电平（置1），此操作是原子性的，不会影响其他引脚。

8. LCKR (锁定寄存器)

LCKR 寄存器用于锁定引脚配置。这是一个16位寄存器，可以防止对特定引脚配置的进一步修改，通常用于保护配置。

9. AFR0-1 (复用功能寄存器)

AFR[0] 和 AFR[1] 寄存器用于配置引脚的复用功能，选择与外设连接的特定功能（如 UART、SPI、I2C 等）。每个引脚的复用功能通过这两个寄存器中的相应位进行配置。

二、ODR和BSRR的区别

1. ODR 寄存器（Output Data Register）

ODR 寄存器是一个16位寄存器，用于读取或设置 GPIO 引脚的输出状态。

• 功能：

  • ODR 的每一位对应一个引脚的状态。
  • 通过设置 ODR 寄存器中的位为 1，可以将对应引脚设置为 高电平（1）。
  • 通过设置 ODR 寄存器中的位为 0，可以将对应引脚设置为 低电平（0）。

• 特点：

  • 批量操作：可以通过一次操作修改多个引脚的状态，适合需要同时改变多个引脚的场景。
  • 可能影响其他引脚 ：如果修改了 ODR 寄存器中的某一位，可能会意外影响其他位的状态。
  • 不原子 ：在修改多个引脚时，可能会遇到状态的不一致，尤其是在中断或者多线程环境下。即，修改 ODR 时如果涉及多个引脚，有可能在更新过程中，某些引脚状态处于不一致的中间状态。

高低电平的设置：

2. BSRR 寄存器（Bit Set/Reset Register）

BSRR 寄存器也是一个32位寄存器，用于设置和重置 GPIO 引脚的电平状态。

• 功能：

  • 低16位 ：用于 设置引脚为高电平，将对应的引脚置为 1。
  • 高16位 ：用于 设置引脚为低电平，将对应的引脚置为 0。

• 特点：

  • 原子操作 ：每次对 BSRR 的写入会立即生效，并且不会影响其他引脚的状态，操作是独立且原子的。
  • 不会影响其他引脚 ：与 ODR 不同，BSRR 允许你精确控制某一引脚的电平状态，不会修改其它引脚的状态。
  • 适用于需要精确控制的场景 ：尤其在多任务或中断环境下，使用 BSRR 可以避免因批量操作引发的不一致问题。

高低电平的设置：

三、BSRR优势

BSRR优点体现：（同时写入PIN3,PIN4不会互相影响高低电平，原因是如果你想把某一位置为低电平你需要在对应的高十六位置1，如下图）：

这样才能把PIN3置为低电平。这样有个疑问了，这里的BSRR的高十六位的第4位和低十六位的第四位都是1，不就高低电平冲突了吗？

实际情况是， 写高16位时会优先执行复位（低电平）操作，从而清除任何由低16位设置的高电平。