GPIO编程基础
1. GPIO简介
GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入/输出端口）是单片机最基本也是最重要的外设之一。它允许我们控制单片机的引脚，实现数字信号的输入和输出功能。通过GPIO，我们可以：
- 控制LED的亮灭
- 读取按键的状态
- 驱动蜂鸣器发声
- 与其他数字器件通信
提示：在开始GPIO编程之前，请确保你已经正确安装了开发环境，并且了解单片机的基本概念。
2. GPIO的基本特性
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 工作模式 | 输入模式、输出模式 |
| 驱动能力 | 每个引脚都有最大输出电流限制 |
| 上拉/下拉 | 内部上拉/下拉电阻可配置 |
| 输入电平 | 高电平（3.3V/5V）、低电平（0V） |
3. GPIO的基本操作
3.1 配置GPIO为输出模式
// 配���P1.0为推挽输出模式
P1M0 = 0x01; // 设置P1.0为推挽输出
P1M1 = 0x00; // 清除P1.1的推挽设置
// LED控制示例
void LED_Init(void)
{
P1M0 = 0x01; // P1.0设置为推挽输出
P1M1 = 0x00;
P1 = 0xFF; // 初始状态置高
}3.2 GPIO输出控制
// LED控制函数
void LED_ON(void)
{
P1_0 = 0; // 低电平点亮LED
}
void LED_OFF(void)
{
P1_0 = 1; // 高电平熄灭LED
}
void LED_Toggle(void)
{
P1_0 = !P1_0; // LED状态翻转
}3.3 配置GPIO为输入模式
// 配置P3.2为输入模式（按键输入）
void KEY_Init(void)
{
P3M0 = 0x00; // 设置P3.2为高阻输入
P3M1 = 0x04;
P3 = 0xFF; // 使能上拉电阻
}3.4 GPIO输入读取
// 按键检测函数
bit KEY_Scan(void)
{
if (P3_2 == 0) // 检测到按键按下
{
Delay_ms(20); // 消抖延时
if (P3_2 == 0)
{
while (!P3_2); // 等待按键释放
return 1;
}
}
return 0;
}4. 实践项目：LED流水灯
下面我们将实现一个简单的LED流水灯项目，综合运用GPIO的输出控制功能。
#include
// LED流水灯程序
void main(void)
{
unsigned char i;
P1M0 = 0xFF; // 设置P1全部为推挽输出
P1M1 = 0x00;
while(1)
{
for(i = 0; i < 8; i++)
{
P1 = ~(0x01 << i); // 依次点亮每个LED
Delay_ms(200); // 延时200ms
}
}
} 注意：在实际连接LED时，需要添加适当的限流电阻，防止LED损坏。
5. 常见问题与解决方案
Q1: 为什么配置为输出模式后GPIO无法输出高电平？
A: 检查以下几点：
- 确认P1M0和P1M1的配置是否正确
- 检查是否正确设置了引脚的初始状态
- 确认电源和地是否正确连接
Q2: 按键检测不稳定，有抖动现象？
A: 这是机械按键的正常现象，需要在程序中添加消抖延时，一般20ms左右即可。