1.函數(shù)存放路徑

HAL庫的GPIO函數(shù)，存放路徑如圖1所示：路徑Driver/STM32F1xx_HAL_Driver/stm32f1xx_hal_gpio.c，其中一級文件夾STM32F1xx_HAL_Driver存放的是ST公司提供的HAL庫頭文件和源文件，也就是所有底層硬件抽象層API接口函數(shù)的聲明和定義；之前大家學(xué)習(xí)51單片機都是直接對寄存器進(jìn)行配置，而對于STM32數(shù)百個寄存器直接配置將非常繁瑣；HAL庫提供的這一整套API方便開發(fā)者直接調(diào)用函數(shù)，不需要去知道操作的哪個寄存器；
但這不是說寄存器相關(guān)原理就完全不用學(xué)習(xí)了，相反，在STM32的學(xué)習(xí)過程中，大家既要知道函數(shù)的功能，也要了解各個外設(shè)的硬件運行機制；這樣HAL庫的開發(fā)才會游刃有余；后面的函數(shù)功能介紹部分，我們也會同步介紹相關(guān)寄存器的操作；
文件夾中的每一個源文件stm32f1xx_hal-ppp.c都對應(yīng)一個頭文件stm32f1xx_hal-ppp.h,

圖1，GPIO函數(shù)的存放路徑

2.1  HAL_GPIO_Init( )

函數(shù)功能介紹：該函數(shù)主要用來初始化我們需要用到的GPIO端口引腳，設(shè)置其工作頻率、工作模式、上下拉等參數(shù)，當(dāng)使用CubeMX配置工程時，所有參數(shù)在CubeMX中調(diào)配，函數(shù)自動在工程中生成。
函數(shù)參數(shù)：GPIOx: 是GPIO_TypeDef  *  類型，參數(shù)可選范圍是：.GPIOA~GPIOG；
函數(shù)參數(shù)：GPIO_Init：是 GPIO_InitTypeDef *類型，該結(jié)構(gòu)體指針包含的變量有：GPIO口的速度，GPIO口的模式，GPIO口的上拉或下拉狀態(tài)，GPIO口的Pin位操作引腳；
返回值：無
應(yīng)用場景：任何GPIO的端口都需要先進(jìn)行初始化操作；

 * @brief  Initializes the GPIOx peripheral according to the specified parameters in the GPIO_Init.

 * @param  GPIOx: where x can be (A..G depending on device used) to select the GPIO peripheral

 * @param  GPIO_Init: pointer to a GPIO_InitTypeDef structure that contains

 *        the configuration information for the specified GPIO peripheral.

 * @retval None

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)

2.2   HAL_GPIO_WritePin（）

函數(shù)功能：主要功能是給某個GPIO寫0或1；
注意事項：此函數(shù)使用GPIOx_BSRR寄存器來允許讀取/修改訪問。通過這種方式，在讀取和修改訪問之間沒有發(fā)生IRQ的風(fēng)險；
函數(shù)參數(shù)：GPIOx: 是GPIO_TypeDef  * 類型，是GPIO寄存器類型，參數(shù)可選范圍是GPIOA~GPIOG；
函數(shù)參數(shù)： GPIO_Pin:是unit16_t類型，是GPIO寄存器的位端口；連接外設(shè)LED燈；參數(shù)可選范圍是GPIO_PIN_0~GPIO_PIN_15；
函數(shù)參數(shù)： PinState,指定要寫入選定位的值；參數(shù)可選范圍是，GPIO_PIN_RESET，GPIO_PIN_SET兩個值；
返回值：無；
應(yīng)用場景：設(shè)置LED燈亮滅，與延時函數(shù)配合使用；
寄存器關(guān)聯(lián)：通過調(diào)用該函數(shù)HAL_GPIO_WritePin（），可以設(shè)置ODR寄存器的值（該寄存器的16位可讀可寫），然后IO端口即可輸出對應(yīng)寫入的值；

  * @brief  Sets or clears the selected data port bit.

  * @note   This function uses GPIOx_BSRR register to allow atomic read/modify

  *         accesses. In this way, there is no risk of an IRQ occurring between

  *         the read and the modify access.

  * @param  GPIOx: where x can be (A..G depending on device used) to select the GPIO peripheral

  * @param  GPIO_Pin: specifies the port bit to be written.

  *          This parameter can be one of GPIO_PIN_x where x can be (0..15).

  * @param  PinState: specifies the value to be written to the selected bit.

  *          This parameter can be one of the GPIO_PinState enum values:

  *           @arg GPIO_PIN_RESET: to clear the port pin

  *           @arg GPIO_PIN_SET: to set the port pin

  * @retval None

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)

2.3 HAL_GPIO_TogglePin（）

函數(shù)簡介：用于翻轉(zhuǎn)某個GPIO引腳的電平狀態(tài)。如果為0則變?yōu)?；如果為1則變?yōu)?。
函數(shù)參數(shù)：GPIOx: 是GPIO_TypeDef  * 類型，是GPIO寄存器類型，參數(shù)可選范圍是GPIOA~GPIOG；
函數(shù)參數(shù)： GPIO_Pin:是unit16_t類型，是GPIO寄存器的位端口；連接外設(shè)LED燈；參數(shù)可選范圍是GPIO_PIN_0~GPIO_PIN_15；
返回值：無
應(yīng)用場景：設(shè)置LED燈亮滅

  * @brief  Toggles the specified GPIO pin

  * @param  GPIOx: where x can be (A..G depending on device used) to select the GPIO peripheral

  * @param  GPIO_Pin: Specifies the pins to be toggled.

  * @retval None

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

2.4 HAL_GPIO_ReadPin（）

函數(shù)簡介：讀取輸入端口引腳的狀態(tài)；
函數(shù)參數(shù)：GPIOx: 是GPIO_TypeDef  * 類型，是GPIO寄存器類型，參數(shù)可選范圍是GPIOA~GPIOG；
函數(shù)參數(shù)： GPIO_Pin:是unit16_t類型，是GPIO寄存器的位端口；連接外設(shè)LED燈；參數(shù)可選范圍是GPIO_PIN_0~GPIO_PIN_15；
返回值：   引腳輸入狀態(tài)的值；返回值有:GPIO_PIN_RESET或GPIO_PIN_SET;
應(yīng)用場景：按鍵讀取GPIO的狀態(tài)；

寄存器關(guān)聯(lián)：通過調(diào)用函數(shù) HAL_GPIO_ReadPin（）,
可以實現(xiàn)對IDR寄存器的數(shù)據(jù)讀取；
IDR是只讀輸入寄存器，并且只能以16 位的形式讀出；
例如要讀取GPIOF.5 的輸入電平，方法是：
HAL_GPIO_ReadPin (GPIOF, GPIO_Pin_5);

  * @brief  Reads the specified input port pin.

  * @param  GPIOx: where x can be (A..G depending on device used) to select the GPIO peripheral

  * @param  GPIO_Pin: specifies the port bit to read.

  *         This parameter can be GPIO_PIN_x where x can be (0..15).

  * @retval The input port pin value.

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

3.函數(shù)參數(shù)：結(jié)構(gòu)體類型的函數(shù)參數(shù)

結(jié)構(gòu)體就是將多個變量組合為一個有機整體,
函數(shù)  HAL_GPIO_Init( ), 第一個參數(shù) 是 GPIO,它的類型是  GPIO_TypeDef  * ，指向結(jié)構(gòu)體變量（GPIO_TypeDef  ）的指針；右鍵雙擊  GPIO_TypeDef,然后選擇 go to definition.就可以查看到該結(jié)構(gòu)體成員變量的定義如圖2所示：

圖2：GPIO_TypeDef 結(jié)構(gòu)體定義

該結(jié)構(gòu)體成員變量表示了7個寄存器的名稱，STM32 的每個 IO 端口都由這 7 個寄存器來控制；其中，我們最常用的 IO 端口寄存器是 4 個：CRL、CRH、IDR、ODR

2 個 32 位的端口配置寄存器 CRL 和 CRH；
2 個 32 位的數(shù)據(jù)寄存器 IDR 和 ODR；
1 個 32 位的置位/復(fù)位寄存器BSRR；
1個 16 位的復(fù)位寄存器 BRR；
1 個 32 位的鎖存寄存器 LCKR；

第二個參數(shù)是GPIO_Init：它的類型是GPIO_InitTypeDef *，指向結(jié)構(gòu)體變量（GPIO_InitTypeDef ）的指針，其中GPIO_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體包含了Pin，mode ,pull,speed等幾個成員變量，分別描述了GPIO口的速度，模式，和端口上拉或下拉狀態(tài)等；
結(jié)構(gòu)體指針成員變量的引用方法是通過 '->'符號實現(xiàn)，比如要訪問GPIOC結(jié)構(gòu)體指針指向的成員變量Speed,方法是GPIOC-> Speed；

圖3 GPIO_InitTypeDef 結(jié)構(gòu)體定義

當(dāng)函數(shù)的入口參數(shù)隨著開發(fā)不得不增多時，采用結(jié)構(gòu)體變量，只需要在結(jié)構(gòu)體中增加成員變量，而不需要修改函數(shù)定義就可以達(dá)到增加變量的目的；從而提高代碼的可讀性。