學習本章時，配合《STM32F4xx 中文參考手冊》 “通用 I/O(GPIO)” 章節一起閱讀，效果會更佳，特别是涉及到寄存器說明的部分。 關于建立工程時使用 KEIL5 的基本操作，請參考前面的章節。
本講建議看火哥視訊，很重要。
連結：https://pan.baidu.com/s/1Dusgd-K1pPJpILpcp7xawg
提取碼：w6nx
5.1 GPIO 簡介：
GPIO 是通用輸入輸出端口的簡稱，簡單來說就是 STM32 可控制的引腳， STM32 晶片的 GPIO 引腳與外部裝置連接配接起來，進而實作與外部通訊、控制以及資料采集的功能。STM32 晶片的 GPIO 被分成很多組，每組有 16 個引腳，如型号為 STM32F4IGT6 型号的晶片有 GPIOA、 GPIOB、 GPIOC 至 GPIOI 共 9 組 GPIO，晶片一共 176 個引腳，其中 GPIO就占了一大部分，所有的 GPIO 引腳都有基本的輸入輸出功能。
最基本的輸出功能是由 STM32 控制引腳輸出高、低電平，實作開關控制，如把 GPIO引腳接入到 LED 燈，那就可以控制 LED 燈的亮滅，引腳接入到繼電器或三極管，那就可以通過繼電器或三極管控制外部大功率電路的通斷。
最基本的輸入功能是檢測外部輸入電平，如把 GPIO 引腳連接配接到按鍵，通過電平高低區分按鍵是否被按下。
5.2 GPIO 框圖剖析：
通過 GPIO 硬體結構框圖，就可以從整體上深入了解 GPIO 外設及它的各種應用模式。該圖從最右端看起，最右端就是代表 STM32 晶片引出的 GPIO 引腳，其餘部件都位于晶片内部。
5.2.1 基本結構分析：
下面我們按圖中的編号對 GPIO 端口的結構部件進行說明。
1. 保護二極管及上、下拉電阻：
引腳的兩個保護二級管可以防止引腳外部過高或過低的電壓輸入，當引腳電壓高于VDD_FT 時， 上方的二極管導通，當引腳電壓低于 VSS 時，下方的二極管導通，防止不正常電壓引入晶片導緻晶片燒毀。盡管有這樣的保護，并不意味着 STM32 的引腳能直接外接大功率驅動器件，如直接驅動電機，強制驅動要麼電機不轉，要麼導緻晶片燒壞，必須要加大功率及隔離電路驅動。具體電壓、電流範圍可查閱《STM32F4xx 規格書》。
上拉、下拉電阻， 從它的結構我們可以看出， 通過上、下拉對應的開關配置，我們可以控制引腳預設狀态的電壓，開啟上拉的時候引腳電壓為高電平，開啟下拉的時候引腳電壓為低電平，這樣可以消除引腳不定狀态的影響。如引腳外部沒有外接器件，或者外部的器件不幹擾該引腳電壓時， STM32 的引腳都會有這個預設狀态。
也可以設定“既不上拉也不下拉模式”，我們也把這種狀态稱為浮空模式，配置成這個模式時，直接用電壓表測量其引腳電壓為 1 點幾伏，這是個不确定值。是以一般來說我們都會選擇給引腳設定“上拉模式”或“下拉模式”使它有預設狀态。
STM32 的内部上拉是“弱上拉”，即通過此上拉輸出的電流是很弱的，如要求大電流還是需要外部上拉。
通過“上拉/下拉寄存器 GPIOx_PUPDR”控制引腳的上、下拉以及浮空模式。
2. P-MOS 管和 N-MOS 管：
GPIO 引腳線路經過上、下拉電阻結構後，向上流向“輸入模式”結構，向下流向“輸出模式”結構。先看輸出模式部分，線路經過一個由 P-MOS 和 N-MOS 管組成的單元電路。這個結構使 GPIO 具有了“推挽輸出”和“開漏輸出”兩種模式。
所謂的推挽輸出模式，是根據這兩個 MOS 管的工作方式來命名的。在該結構中輸入高電平時，上方的 P-MOS 導通，下方的 N-MOS 關閉，對外輸出高電平；而在該結構中輸入低電平時， N-MOS 管導通， P-MOS 關閉，對外輸出低電平。當引腳高低電平切換時，兩個管子輪流導通，一個負責灌電流，一個負責拉電流，使其負載能力和開關速度都比普通的方式有很大的提高。推挽輸出的低電平為 0 伏，高電平為 3.3 伏，參考圖 5-2 左側，它是推挽輸出模式時的等效電路。
而在開漏輸出模式時，上方的 P-MOS 管完全不工作。如果我們控制輸出為 0，低電平，則 P-MOS 管關閉， N-MOS 管導通，使輸出接地，若控制輸出為 1 (它無法直接輸出高電平)時，則 P-MOS 管和 N-MOS 管都關閉，是以引腳既不輸出高電平，也不輸出低電平，為高阻态。為正常使用時必須接上拉電阻(可用 STM32 的内部上拉，但建議在 STM32 外部再接一個上拉電阻)，參考圖 5-2 中的右側等效電路。它具“線與”特性，也就是說，若有很多個開漏模式引腳連接配接到一起時，隻有當所有引腳都輸出高阻态，才由上拉電阻提供高電平，
此高電平的電壓為外部上拉電阻所接的電源的電壓。若其中一個引腳為低電平，那線路就相當于短路接地，使得整條線路都為低電平， 0 伏。
推挽輸出模式一般應用在輸出電平為 0 和 3.3 伏而且需要高速切換開關狀态的場合。在 STM32 的應用中，除了必須用開漏模式的場合，我們都習慣使用推挽輸出模式。
開漏輸出一般應用在 I2C、 SMBUS 通訊等需要“線與”功能的總線電路中。除此之外，還用在電平不比對的場合，如需要輸出 5 伏的高電平，就可以在外部接一個上拉電阻， 上拉電源為 5 伏， 并且把 GPIO 設定為開漏模式，當輸出高阻态時，由上拉電阻和電源向外輸出 5 伏的電平。
通過 “輸出類型寄存器 GPIOx_OTYPER”可以控制 GPIO 端口是推挽模式還是開漏模式。
3. 輸出資料寄存器：
前面提到的雙 MOS 管結構電路的輸入信号，是由 GPIO“輸出資料寄存器GPIOx_ODR”提供的，是以我們通過修改輸出資料寄存器的值就可以修改 GPIO 引腳的輸出電平。而“置位/複位寄存器 GPIOx_BSRR”可以通過修改輸出資料寄存器的值進而影響電路的輸出。
4. 複用功能輸出：
“複用功能輸出”中的“複用”是指 STM32 的其它片上外設對 GPIO 引腳進行控制，此時 GPIO 引腳用作該外設功能的一部分，算是第二用途。從其它外設引出來的“複用功能輸出信号”與 GPIO 本身的資料據寄存器都連接配接到雙 MOS 管結構的輸入中，通過圖中的梯形結構作為開關切換選擇。
例如我們使用 USART 序列槽通訊時，需要用到某個 GPIO 引腳作為通訊發送引腳，這個時候就可以把該 GPIO 引腳配置成 USART 序列槽複用功能，由序列槽外設控制該引腳，發送資料。
5. 輸入資料寄存器：
看 GPIO 結構框圖的上半部分，它是 GPIO 引腳經過上、下拉電阻後引入的，它連接配接到施密特觸發器，信号經過觸發器後，模拟信号轉化為 0、 1 的數字信号，然後存儲在“輸入資料寄存器 GPIOx_IDR”中，通過讀取該寄存器就可以了解 GPIO 引腳的電平狀态。
6. 複用功能輸入:
與“複用功能輸出”模式類似，在“複用功能輸出模式”時， GPIO 引腳的信号傳輸到STM32 其它片上外設，由該外設讀取引腳狀态。
同樣，如我們使用 USART 序列槽通訊時，需要用到某個 GPIO 引腳作為通訊接收引腳，這個時候就可以把該 GPIO 引腳配置成 USART 序列槽複用功能，使 USART 可以通過該通訊引腳的接收遠端資料。
7. 模拟輸入輸出:
當 GPIO 引腳用于 ADC 采集電壓的輸入通道時，用作“模拟輸入”功能，此時信号是不經過施密特觸發器的，因為經過施密特觸發器後信号隻有 0、 1 兩種狀态，是以 ADC 外設要采集到原始的模拟信号，信号源輸入必須在施密特觸發器之前。類似地，當 GPIO 引腳用于 DAC 作為模拟電壓輸出通道時，此時作為“模拟輸出”功能， DAC 的模拟信号輸出就不經過雙 MOS 管結構了，在 GPIO 結構框圖的右下角處，模拟信号直接輸出到引腳。同時，當 GPIO 用于模拟功能時(包括輸入輸出)，引腳的上、下拉電阻是不起作用的，這個時候即使在寄存器配置了上拉或下拉模式，也不會影響到模拟信号的輸入輸出。
5.2.2 GPIO 工作模式:
總結一下，由 GPIO 的結構決定了 GPIO 可以配置成以下模式：
1. 輸入模式(上拉/下拉/浮空)：
在輸入模式時， 施密特觸發器打開， 輸出被禁止。 資料寄存器每隔 1 個 AHB1 時鐘周期更新一次，可通過輸入資料寄存器GPIOx_IDR 讀取 I/O 狀态。 其中 AHB1 的時鐘如按預設配置一般為 180MHz。用于輸入模式時，可設定為上拉、下拉或浮空模式。
2. 輸出模式(推挽/開漏，上拉/下拉)：
在輸出模式中， 輸出使能，推挽模式時雙 MOS 管以方式工作，輸出資料寄存器GPIOx_ODR 可控制 I/O 輸出高低電平。開漏模式時，隻有 N-MOS 管工作，輸出資料寄存器可控制 I/O 輸出高阻态或低電平。 輸出速度可配置，有 2MHz\25MHz\50MHz\100MHz 的選項。
此處的輸出速度即 I/O 支援的高低電平狀态最高切換頻率，支援的頻率越高，功耗越大，如果功耗要求不嚴格，把速度設定成最大即可。此時施密特觸發器是打開的，即輸入可用，通過輸入資料寄存器 GPIOx_IDR 可讀取I/O 的實際狀态。
用于輸出模式時，可使用上拉、 下拉模式或浮空模式。但此時由于輸出模式時引腳電平會受到 ODR 寄存器影響，而 ODR 寄存器對應引腳的位為 0，即引腳初始化後預設輸出低電平，是以在這種情況下，上拉隻起到小幅提高輸出電流能力，但不會影響引腳的預設狀态。
3. 複用功能(推挽/開漏，上拉/下拉)：
複用功能模式中，輸出使能，輸出速度可配置，可工作在開漏及推挽模式，但是輸出信号源于其它外設，輸出資料寄存器 GPIOx_ODR 無效；輸入可用，通過輸入資料寄存器可擷取 I/O 實際狀态，但一般直接用外設的寄存器來擷取該資料信号。
用于複用功能時，可使用上拉、 下拉模式或浮空模式。同輸出模式，在這種情況下，初始化後引腳預設輸出低電平，上拉隻起到小幅提高輸出電流能力，但不會影響引腳的預設狀态。
4. 模拟輸入輸出：
模拟輸入輸出模式中，雙 MOS 管結構被關閉，施密特觸發器停用，上/下拉也被禁止。其它外設通過模拟通道進行輸入輸出。
通過對 GPIO 寄存器寫入不同的參數，就可以改變 GPIO 的應用模式，再強調一下，要了解具體寄存器時一定要查閱《STM32F4xx 參考手冊》中對應外設的寄存器說明。在GPIO 外設中，通過設定“模式寄存器 GPIOx_MODER”可配置 GPIO 的輸入/輸出/複用/模拟模式，“輸出類型寄存器 GPIOx_OTYPER”配置推挽/開漏模式，配置“輸出速度寄存器 GPIOx_OSPEEDR”可選 2/25/50/100MHz 輸出速度，“上/下拉寄存器 GPIOx_PUPDR”可配置上拉/下拉/浮空模式，各寄存器的具體參數值見表 5-1。
5.3 實驗：使用寄存器點亮 LED 燈：
本小節中，我們以執行個體講解如何通過控制寄存器來點亮 LED 燈。此處側重于講解原理，請您直接用 KEIL5 軟體打開我們提供的實驗例程配合閱讀，先了解原理，學習完本小節後，再嘗試自己建立一個同樣的工程。本節配套例程名稱為“GPIO 輸出—寄存器點亮 LED燈”，在工程目錄下找到字尾為“.uvprojx”的檔案，用 KEIL5 打開即可。
自己嘗試建立工程時，請對照查閱《用 KEIL5 建立工程模版 寄存器版本》章節。
若沒有安裝 KEIL5 軟體，請參考《如何安裝 KEIL5》章節。
打開該工程，可看到一共有三個檔案，分别 startup_stm32f429_439xx.s 、stm32f4xx.h 以及 main.c，下面我們對這三個工程進行講解。
5.3.1 硬體連接配接：
在本教程中 STM32 晶片與 LED 燈的連接配接見下圖。
圖中從 3 個 LED 燈的陽極引出連接配接到 3.3V 電源，陰極各經過 1 個電阻引入至 STM32的 3 個 GPIO 引腳 PH10、 PH11、 PH12 中，是以我們隻要控制這三個引腳輸出高低電平，即可控制其所連接配接 LED 燈的亮滅。如果您的實驗闆 STM32 連接配接到 LED 燈的引腳或極性不一樣，隻需要修改程式到對應的 GPIO 引腳即可，工作原理都是一樣的。
我們的目标是把 GPIO 的引腳設定成推挽輸出模式并且預設下拉，輸出低電平，這樣就能讓 LED 燈亮起來了。
5.3.2 啟動檔案：
名為“startup_stm32f429_439xx.s”的檔案，它裡邊使用彙編語言寫好了基本程式，當STM32 晶片上電啟動的時候，首先會執行這裡的彙程式設計式，進而建立起 C 語言的運作環境，是以我們把這個檔案稱為啟動檔案。該檔案使用的彙編指令是 Cortex-M4 核心支援的指令，可從《Cortex-M4 Technical Reference Manual》查到，也可參考《Cortex-M3 權威指南中文》， M3 跟 M4 大部分彙編指令相同。
startup_stm32f429_439xx.s 檔案是由官方提供的，一般有需要也是在官方的基礎上修改，不會自己完全重寫。該檔案可以從 KEIL5 安裝目錄找到，也可以從 ST 庫裡面找到，找到該檔案後把啟動檔案添加到工程裡面即可。不同型号的晶片以及不同編譯環境下使用的彙編檔案是不一樣的，但功能相同。
對于啟動檔案這部分我們主要總結它的功能，不詳解講解裡面的代碼，其功能如下：
初始化堆棧指針 SP;
初始化程式計數器指針 PC;
設定堆、棧的大小;
設定中斷向量表的入口位址;
配置外部 SRAM 作為資料存儲器（這個由使用者配置，一般的開發闆可沒有外部SRAM） ;
調用 SystemIni() 函數配置 STM32 的系統時鐘。
設定 C 庫的分支入口“__main”（最終用來調用 main 函數） ;
先去除繁枝細節，挑重點的講，主要了解最後兩點，在啟動檔案中有一段複位後立即執行的程式，代碼見代碼清單5-1。在實際工程中閱讀時，可使用編輯器的搜尋(Ctrl+F)功能查找這段代碼在檔案中的位置。
代碼清單 5-1 複位後執行的程式
;Reset handler
Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
IMPORT SystemInit
IMPORT __main
LDR R0, =SystemInit
BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP
開頭的是程式注釋，在彙編裡面注釋用的是“;”，相當于 C 語言的“//”注釋符
第二行是定義了一個子程式： Reset_Handler。 PROC 是子程式定義僞指令。這裡就相當于 C 語言裡定義了一個函數，函數名為 Reset_Handler。
第三行 EXPORT 表示 Reset_Handler 這個子程式可供其他子產品調用。 相當于 C 語言的函數聲明。關鍵字[WEAK] 表示弱定義，如果編譯器發現在别處定義了同名的函數，則在連結時用别處的位址進行連結，如果其它地方沒有定義，編譯器也不報錯，以此處位址進行連結，如果不了解 WEAK，那就忽略它好了。
第四行和第五行 IMPORT 說明 SystemInit 和__main 這兩個标号在其他檔案，在連結的時候需要到其他檔案去尋找。相當于 C 語言中，從其它檔案引入函數聲明。以便下面對外部函數進行調用。
SystemInit 需要由我們自己實作，即我們要編寫一個具有該名稱的函數，用來初始化STM32 晶片的時鐘，一般包括初始化 AHB、 APB 等各總線的時鐘，需要經過一系列的配置 STM32 才能達到穩定運作的狀态。
__main 其實不是我們定義的(不要與 C 語言中的 main 函數混淆)，當編譯器編譯時，隻要遇到這個标号就會定義這個函數，該函數的主要功能是：負責初始化棧、堆，配置系統環境，準備好 C 語言并在最後跳轉到使用者自定義的 main 函數，從此來到 C 的世界。
第六行把 SystemInit 的位址加載到寄存器 R0。
第七行程式跳轉到 R0 中的位址執行程式，即執行 SystemInit 函數的内容。
第八行把__main 的位址加載到寄存器 R0。
第九行程式跳轉到 R0 中的位址執行程式，即執行__main 函數，執行完畢之後就去到我們熟知的 C 世界，進入 main 函數。
第十行表示子程式的結束。
總之，看完這段代碼後，了解到如下内容即可：我們需要在外部定義一個 SystemInit函數設定 STM32 的時鐘； STM32 上電後，會執行 SystemInit 函數，最後執行我們 C 語言中的 main 函數。
5.3.3 stm32f4xx.h 檔案：
看完啟動檔案，那我們立即寫 SystemInit 和 main 函數吧？别着急，定義好了SystemInit 函數和 main 我們又能寫什麼内容？連接配接 LED 燈的 GPIO 引腳，是要通過讀寫寄存器來控制的，就這樣空着手，如何控制寄存器呢。在上一章，我們知道寄存器就是特殊的記憶體空間，可以通過指針操作通路寄存器。是以此處我們根據 STM32 的存儲配置設定先定義好各個寄存器的位址，把這些位址定義都統一寫在 stm32f4xx.h 檔案中，見代碼清單 5-2。
代碼清單 5-2 外設位址定義
/*片上外設基位址 */
#define PERIPH_BASE ((unsigned int)0x40000000)
/*總線基位址 */
#define AHB1PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00020000)
/*GPIO 外設基位址*/
#define GPIOH_BASE (AHB1PERIPH_BASE + 0x1C00)
/* GPIOH 寄存器位址,強制轉換成指針 */
#define GPIOH_MODER *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x00)
#define GPIOH_OTYPER *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x04)
#define GPIOH_OSPEEDR *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x08)
#define GPIOH_PUPDR *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x0C)
#define GPIOH_IDR *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x10)
#define GPIOH_ODR *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x14)
#define GPIOH_BSRR *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x18)
#define GPIOH_LCKR *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x1C)
#define GPIOH_AFRL *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x20)
#define GPIOH_AFRH *(unsigned int*)(GPIOH_BASE+0x24)
/*RCC 外設基位址*/
#define RCC_BASE (AHB1PERIPH_BASE + 0x3800)
/*RCC 的 AHB1 時鐘使能寄存器位址,強制轉換成指針*/
#define RCC_AHB1ENR *(unsigned int*)(RCC_BASE+0x30)
GPIO 外設的位址跟上一章講解的相同，不過此處把寄存器的位址值都直接強制轉換成了指針，友善使用。代碼的最後兩段是 RCC 外設寄存器的位址定義， RCC 外設是用來設定時鐘的，以後我們會詳細分析，本實驗中隻要了解到使用 GPIO 外設必須開啟它的時鐘即可。
5.3.4 main 檔案:
現在就可以開始編寫程式了，在 main 檔案中先編寫一個 main 函數，裡面什麼都沒有，暫時為空.
int main (void)
{
}
此時直接編譯的話，會出現如下錯誤：
“Error: L6218E: Undefined symbol SystemInit (referred from startup_stm32f429_439xx.o)”
錯誤提示 SystemInit 沒有定義。從分析啟動檔案時我們知道， Reset_Handler 調用了該函數用來初始化 SMT32 系統時鐘，為了簡單起見，我們在 main 檔案裡面定義一個SystemInit 空函數，什麼也不做，為的是騙過編譯器，把這個錯誤去掉。關于配置系統時鐘我們在後面再寫。當我們不配置系統時鐘時， STM32 晶片會自動按系統内部的預設時鐘運作，程式還是能跑的。我們在 main 中添加如下函數：
// 函數為空，目的是為了騙過編譯器不報錯
void SystemInit(void)
{
}
這時再編譯就沒有錯了，完美解決。還有一個方法就是在啟動檔案中把有關SystemInit 的代碼注釋掉也可以，見代碼清單 7-3。
代碼清單 5-3 注釋掉啟動檔案中調用 SystemInit 的代碼
; Reset handler
Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
;IMPORT SystemInit
IMPORT __main
;LDR R0, =SystemInit
;BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP
接下來在 main 函數中添加代碼，對寄存器進行控制，寄存器的控制參數可參考表5-1(點選可跳轉)或《STM32F4xx 參考手冊》。
1. GPIO 模式:
首先我們把連接配接到 LED 燈的 PH10 引腳配置成輸出模式，即配置 GPIO 的 MODER 寄存器，見圖 5-5。 MODER 中包含 0-15 号引腳，每個引腳占用 2 個寄存器位。這兩個寄存器位設定成“01”時即為 GPIO 的輸出模式，見代碼清單 5-4。
代碼清單 5-4 配置輸出模式
/*GPIOH MODER10 清空*/
GPIOH_MODER &= ~( 0x03<< (2*10));
/*PH10 MODER10 = 01b 輸出模式*/
GPIOH_MODER |= (1<<2*10);
圖 5-5 MODER 寄存器說明(摘自《STM32F4xx 參考手冊》 )
在代碼中，我們先把 GPIOH MODER 寄存器的 MODER10 對應位清 0，然後再向它指派“01”，進而使 GPIOH10 引腳設定成輸出模式。
代碼中使用了“&=~”、“|=”這種複雜位操作方法是為了避免影響到寄存器中的其它位，因為寄存器不能按位讀寫，假如我們直接給 MODER 寄存器指派：
GPIOH_MODER = 0x00100000;
這時 MODER10 的兩個位被設定成“01”輸出模式，但其它 GPIO 引腳就有意見了，因為其它引腳的 MODER 位都已被設定成輸入模式。
如果對此處“&=”“|=”這樣的位操作方法還不了解，請閱讀前面的《規範的位操作方法》 小節。熟悉這種方法之後，會發現這樣按位操作其實比直接指派還要直覺。
2. 輸出類型：
GPIO 輸出有推挽和開漏兩種類型，我們了解到開漏類型不能直接輸出高電平，要輸出高電平還要在晶片外部接上拉電阻，不符合我們的硬體設計，是以我們直接使用推挽模式。配置 OTYPER 寄存中的 OTYPER10 寄存器位，該位設定為 0 時 PH10 引腳即為推挽模式，見代碼清單 5-5。
代碼清單 5-5 設定為推挽模式
/*GPIOH OTYPER10 清空*/
GPIOH_OTYPER &= ~(1<<1*10);
/*PH10 OTYPER10 = 0b 推挽模式*/
GPIOH_OTYPER |= (0<<1*10);
3. 輸出速度：
GPIO 引腳的輸出速度是引腳支援高低電平切換的最高頻率，本實驗可以随便設定。此處我們配置 OSPEEDR 寄存器中的寄存器位 OSPEEDR10 即可控制 PH10 的輸出速度，見代碼清單 5-6。
代碼清單 5-6 設定輸出速度為 2MHz
/*GPIOH OSPEEDR10 清空*/
GPIOH_OSPEEDR &= ~(0x03<<2*10);
/*PH10 OSPEEDR10 = 0b 速率 2MHz*/
GPIOH_OSPEEDR |= (0<<2*10);
4. 上/下拉模式：
當 GPIO 引腳用于輸入時，引腳的上/下拉模式可以控制引腳的預設狀态。但現在我們的 GPIO 引腳用于輸出，引腳受 ODR 寄存器影響， ODR 寄存器對應引腳位初始初始化後預設值為 0，引腳輸出低電平，是以這時我們配置上/下拉模式都不會影響引腳電平狀态。但是以處上拉能小幅提高電流輸出能力，我們配置它為上拉模式，即配置 PUPDR 寄存器的 PUPDR10 位，設定為二進制值“01”，見代碼清單 5-7。
代碼清單 5-7 設定為下拉模式
/*GPIOH PUPDR10 清空*/
GPIOH_PUPDR &= ~(0x03<<2*10);
/*PH10 PUPDR10 = 01b 下拉模式*/
GPIOH_PUPDR |= (1<<2*10);
5. 控制引腳輸出電平：
在輸出模式時，對 BSRR 寄存器和 ODR 寄存器寫入參數即可控制引腳的電平狀态。簡單起見，此處我們使用 BSRR 寄存器控制，對相應的 BR10 位設定為 1 時 PH10 即為低電平，點亮 LED 燈，對它的 BS10 位設定為 1 時 PH10 即為高電平，關閉 LED 燈，見代碼清單 5-8。
代碼清單5-8 控制引腳輸出電平
/*PH10 BSRR 寄存器的 BR10 置 1，使引腳輸出低電平*/
GPIOH_BSRR |= (1<<16<<10);
/*PH10 BSRR 寄存器的 BS10 置 1，使引腳輸出高電平*/
GPIOH_BSRR |= (1<<10);
6. 開啟外設時鐘：
設定完 GPIO 的引腳，控制電平輸出，以為現在總算可以點亮 LED 了吧，其實還差最後一步。
在《STM32 晶片架構》的外設章節中提到 STM32 外設很多，為了降低功耗，每個外設都對應着一個時鐘，在晶片剛上電的時候這些時鐘都是被關閉的，如果想要外設工作，必須把相應的時鐘打開。
STM32 的所有外設的時鐘由一個專門的外設來管理，叫 RCC（reset and clockcontrol），RCC 在《STM32 中文參考手冊》的第六章。
所有的 GPIO 都挂載到 AHB1 總線上，是以它們的時鐘由 AHB1 外設時鐘使能寄存器(RCC_AHB1ENR)來控制，其中 GPIOH 端口的時鐘由該寄存器的位 7 寫 1 使能，開啟GPIOH 端口時鐘。以後我們還會詳細解釋 STM32 的時鐘系統，此處我們了解到在通路GPIO 的寄存器之前，要先使能它的時鐘即可，使用代碼清單 5-9 中的代碼可以開啟GPIOH 時鐘。
代碼清單 5-9 開啟端口時鐘
/*開啟 GPIOH 時鐘，使用外設時都要先開啟它的時鐘*/
RCC_AHB1ENR |= (1<<7);
7. 水到渠成：
開啟時鐘，配置引腳模式，控制電平，經過這三步，我們總算可以控制一個 LED 了。現在我們完整組織下用 STM32 控制一個 LED 的代碼，見代碼清單 5-10。
代碼清單 5-10 main 檔案中控制 LED 燈的代碼
/*
使用寄存器的方法點亮 LED 燈
*/
#include "stm32f4xx.h"
/**
* 主函數
*/
int main(void)
{
/*開啟 GPIOH 時鐘，使用外設時都要先開啟它的時鐘*/
RCC_AHB1ENR |= (1<<7);
/* LED 端口初始化 */
/*GPIOH MODER10 清空*/
GPIOH_MODER &= ~( 0x03<< (2*10));
/*PH10 MODER10 = 01b 輸出模式*/
GPIOH_MODER |= (1<<2*10);
/*GPIOH OTYPER10 清空*/
GPIOH_OTYPER &= ~(1<<1*10);
/*PH10 OTYPER10 = 0b 推挽模式*/
GPIOH_OTYPER |= (0<<1*10);
/*GPIOH OSPEEDR10 清空*/
GPIOH_OSPEEDR &= ~(0x03<<2*10);
/*PH10 OSPEEDR10 = 0b 速率 2MHz*/
GPIOH_OSPEEDR |= (0<<2*10);
/*GPIOH PUPDR10 清空*/
GPIOH_PUPDR &= ~(0x03<<2*10);
/*PH10 PUPDR10 = 01b 上拉模式*/
GPIOH_PUPDR |= (1<<2*10);
/*PH10 BSRR 寄存器的 BR10 置 1，使引腳輸出低電平*/
GPIOH_BSRR |= (1<<16<<10);
/*PH10 BSRR 寄存器的 BS10 置 1，使引腳輸出高電平*/
//GPIOH_BSRR |= (1<<10);
while (1);
}
// 函數為空，目的是為了騙過編譯器不報錯
void SystemInit(void)
{
}
在本章節中，要求完全了解 stm32f4xx.h 檔案及 main 檔案的内容(RCC 相關的除外)。
5.3.5 下載下傳驗證：
把編譯好的程式下載下傳到開發闆并複位，可看到闆子上的 LED 燈被點亮。