ch32v00x_gpio.h

描述

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该文件包含 CH32V00x 系列微控制器 GPIO 固件库的所有函数原型、常量定义、枚举类型和结构体定义。本库提供对 GPIO 引脚的初始化、读写、复用映射、外部中断配置等完整控制功能，支持推挽输出、开漏输出、上拉/下拉输入、模拟输入等多种工作模式，并兼容复用功能（AF）和引脚重映射（Remap）机制。所有引脚操作均基于位掩码设计，支持单引脚或组合引脚操作，适用于嵌入式系统中对 I/O 端口的高效、精确控制。

常量

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GPIO_pins_define

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GPIO 引脚选择掩码，每个引脚对应一个独立的位掩码，支持组合使用（如 GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_2）以同时配置多个引脚。GPIO_Pin_All 用于一次性配置所有可用引脚（0~7），适用于初始化或复位场景。该设计兼容标准 STM32 GPIO 模型，便于代码移植。

以上所有值都强制转换为 uint16_t

GPIO_Remap_define

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引脚复用映射配置常量，用于重新映射外设信号到其他 GPIO 引脚，实现灵活的 PCB 布局。每个映射常量包含位置信息与映射类型，通过 GPIO_PinRemapConfig() 函数启用或禁用。部分映射（如 I2C1、USART1、TIM1/2）支持部分重映射（Partial）和完全重映射（Full），以适应不同封装引脚分布。GPIO_Remap_SDI_Disable 用于禁用 SDI 功能，避免与用户引脚冲突。

以上所有值都强制转换为 uint32_t

GPIO_Port_Sources

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外部中断（EXTI）或事件输出（Event Output）的端口源选择，用于指定哪个 GPIO 端口作为 EXTI 线的输入源。仅支持 A、C、D 三个端口，B 端口未被定义，可能因芯片引脚限制或功能保留。

以上所有值都强制转换为 uint8_t

GPIO_Pin_sources

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外部中断（EXTI）的引脚源选择，与 GPIO_Port_Sources 配合使用，指定具体哪一位（07）连接到 EXTI 线。每个引脚源对应一个 EXTI 线（EXTI0EXTI7），实现独立中断触发。

以上所有值都强制转换为 uint8_t

枚举

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GPIOSpeed_TypeDef

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输出引脚的最大切换频率配置，直接影响驱动能力和功耗。频率越高，驱动能力越强，但电磁干扰（EMI）和功耗也越高。GPIO_Speed_50MHz 是对 GPIO_Speed_30MHz 的别名，用于兼容部分文档或代码习惯，实际硬件最大支持 30MHz。

GPIOMode_TypeDef

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GPIO 引脚工作模式配置，决定引脚的电气行为。输入模式（AIN、IN_FLOATING、IPD、IPU）用于读取外部信号；输出模式（Out_OD、Out_PP）用于驱动负载；复用模式（AF_OD、AF_PP）用于连接内部外设（如 UART、SPI）。注意：GPIO_Mode_AIN 会禁用数字输入缓冲器，适用于模拟采集场景。

BitAction

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位操作状态枚举，用于 GPIO_WriteBit() 等函数中指定写入值。Bit_SET 表示置高（输出 1），Bit_RESET 表示置低（输出 0），与标准库命名一致，提高代码可读性。

结构体

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GPIO_InitTypeDef

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GPIO 初始化结构体，用于批量配置一个或多个引脚的模式、速度和引脚选择。该结构体是 GPIO_Init() 函数的唯一输入参数，通过 GPIO_StructInit() 可初始化为默认值（浮空输入、2MHz 速度、所有引脚），便于快速配置。

函数

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GPIO_DeInit

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void GPIO_DeInit(GPIO_TypeDef *GPIOx)
将指定 GPIO 外设（A、C、D）的所有寄存器恢复为复位默认值。通过复位时钟实现，而非直接写寄存器，确保完全清除所有配置状态，避免残留设置干扰新配置。

参数：

返回值：
无

GPIO_AFIODeInit

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void GPIO_AFIODeInit(void)
将复用功能（AFIO）寄存器（包括引脚重映射、EXTI 配置、事件输出）恢复为复位默认值。用于系统初始化阶段或切换功能前清除所有映射配置，防止冲突。

参数：
无

返回值：
无

GPIO_Init

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void GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_InitStruct)
根据 GPIO_InitTypeDef 结构体配置指定 GPIO 外设的引脚模式、速度和引脚选择。支持同时配置多个引脚（通过位掩码），并自动处理上拉/下拉配置（IPU/IPD）。输出模式下，速度由 GPIO_Speed 字段决定；复用模式下，需确保 AFIO 已正确配置。

参数：

返回值：
无

GPIO_StructInit

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void GPIO_StructInit(GPIO_InitTypeDef *GPIO_InitStruct)
将 GPIO_InitTypeDef 结构体的所有成员初始化为默认值：所有引脚（GPIO_Pin_All）、2MHz 速度、浮空输入模式。用于避免结构体中未初始化成员导致的不可预测行为。

参数：

返回值：
无

GPIO_ReadInputDataBit

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uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
读取指定 GPIO 引脚的当前输入电平。仅适用于输入模式（包括浮空、上拉、下拉、模拟），读取结果为 Bit_SET（高）或 Bit_RESET（低）。不适用于输出模式引脚。

参数：

返回值：
输入引脚的电平状态（Bit_SET 或 Bit_RESET）

GPIO_ReadInputData

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uint16_t GPIO_ReadInputData(GPIO_TypeDef *GPIOx)
一次性读取指定 GPIO 外设所有引脚（0~7）的输入电平，返回 16 位值，低 8 位有效。适用于需要批量读取多个输入状态的场景，如按键矩阵扫描。

参数：

返回值：
当前所有引脚的输入状态（低 8 位有效）

GPIO_ReadOutputDataBit

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uint8_t GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
读取指定 GPIO 引脚的输出锁存器值，即最后一次写入的值，而非实际引脚电平。适用于调试或确认输出状态，但不能反映外部负载影响（如开漏输出被拉低时）。

参数：

返回值：
输出锁存器的值（Bit_SET 或 Bit_RESET）

GPIO_ReadOutputData

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uint16_t GPIO_ReadOutputData(GPIO_TypeDef *GPIOx)
读取指定 GPIO 外设所有引脚的输出锁存器值，返回 16 位值，低 8 位有效。用于批量确认输出状态，常用于状态回读或调试。

参数：

返回值：
所有引脚的输出锁存器值（低 8 位有效）

GPIO_SetBits

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void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
将指定引脚置高（输出 1），不影响其他引脚。内部使用 BSHR 寄存器实现，为原子操作，安全高效。支持多引脚同时置高。

参数：

返回值：
无

GPIO_ResetBits

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void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
将指定引脚置低（输出 0），不影响其他引脚。内部使用 BCR 寄存器实现，为原子操作。支持多引脚同时置低。

参数：

返回值：
无

GPIO_WriteBit

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void GPIO_WriteBit(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, BitAction BitVal)
根据 BitVal 的值（Bit_SET 或 Bit_RESET）写入指定引脚。是 GPIO_SetBits() 和 GPIO_ResetBits() 的封装，适用于单引脚精确控制，代码语义清晰。

参数：

返回值：
无

GPIO_Write

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void GPIO_Write(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t PortVal)
一次性写入整个端口的输出值。PortVal 的低 8 位对应引脚 0~7，高 8 位被忽略。适用于需要快速更新多个输出引脚的场景（如 LED 显示、DAC 模拟输出）。

参数：

返回值：
无

GPIO_PinLockConfig

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void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
锁定指定引脚的配置寄存器，防止运行时被意外修改。一旦锁定，除非复位芯片，否则无法更改该引脚的模式或速度。常用于安全关键应用（如启动配置、调试接口保护）。

参数：

返回值：
无

GPIO_PinRemapConfig

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void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState)
启用或禁用指定的引脚重映射功能。通过修改 AFIO 的 PCFR1 寄存器实现，支持 SPI1、I2C1、USART1、TIM1/2 等外设的引脚重定位。注意：重映射必须在 GPIO 初始化前完成，否则可能无效。

参数：

返回值：
无

GPIO_EXTILineConfig

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void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)
配置指定 GPIO 引脚作为外部中断（EXTI）线的输入源。必须与 EXTI 模块配合使用，用于触发中断。每个 EXTI 线（0~7）只能绑定一个端口，需在初始化前调用。

参数：

返回值：
无

GPIO_IPD_Unused

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void GPIO_IPD_Unused(void)
为未使用的 GPIO 引脚配置为上拉输入，防止悬空引脚引入噪声或增加功耗。根据芯片型号（通过内部 ID 判断）自动配置不同端口的引脚，适用于量产固件，提升系统稳定性。

参数：
无

返回值：
无