GPIO是通用输入输出端口的缩。GPIO口是一个可编程的引脚，我们通过对GPIO口里的寄存器进行配置，让CPU对特定的引脚输出高电平或低电平。GPIO口是由引脚、功能寄存器组成，不同的架构中的GPIO封装不同，所使用的引脚数与寄存器数不同。GPIO口的作用是用来控制连接在此GPIO口上的外设，我们一般通过原理图找到当前板子的GPIO口引出在哪个口上或者排针上，我们把我们的外设接到上面去就可以通过GPIO与这个外设进行交互控制，在驱动层我们通过读写GPIO口中的功能寄存器来改变连接在此GPIO上的外设状态。GPIO口的应用非常广泛，比如LED灯、按键、蜂鸣器、数码管等等，都可以通过GPIO口来控制。
每个 GPIO 引脚可以由软件配置为输出(推挽或开漏)、输入、外设备用功能或者模拟模式。每个 GPIO 引脚都可以配置为上拉、下拉或浮空。除模拟模式外，所有的 GPIO 引脚都具备大电流驱动能力。
每个通用 I/O端口都可以通过两个32 位的控制寄存器(GPIOx_CTL0/ GPIOx_CTL1)和一个32位的数据寄存器(GPIOx_OCTL)配置为8 种模式：模拟输入，浮空输入，上拉输入，下拉输入，GPIO 推挽输出，GPIO 开漏输出，AFIO 推挽输出和 AFIO 开漏输出。下图是标准I/O端口位的基本结构：

下面简单介绍一下GPIO为输入引脚时的上拉模式和下拉模式，以及GPIO为输出引脚时的推挽模式和开漏模式。
输入引脚上拉：开启上拉时引脚默认电压为高电平。
输入引脚下拉：开启下拉时引脚默认电压为低电平，这样就可以消除引脚不定状态的影响。
将上拉和下拉的开关都关断，这种状态我们称为浮空模式，一旦配置成这个模式，引脚的电压是不确定的，如果用万用表测量此模式下管脚电压时会发现只有1v左右，而且还不时改变，所以一般情况下我们都会给引脚设置成上拉或者下拉模式，使它有一个默认状态。
输出引脚开漏：自身没有高电平输出能力，需要借助外部上拉电阻才能真正输出高电平，优势就是可以很方便的调节输出的电平，因为输出电平完全由上拉电阻连接的电源电平决定。所以在需要进行电平转换的地方，非常适合使用开漏输出。
输出引脚推挽：自身具有高低电平输出能力，不需要借助外部上拉电阻才能真正输出高电平。能真正的输出高电平和低电平，在两种电平下都具有驱动能力。所谓的驱动能力，就是指输出电流的能力。对于驱动大负载（即负载内阻越小，负载越大）时，例如IO输出为5V，驱动的负载内阻为10ohm，于是根据欧姆定律可以正常情况下负载上的电流为0.5A（推算出功率为2.5W）。显然一般的IO不可能有这么大的驱动能力，也就是没有办法输出这么大的电流。于是造成的结果就是输出电压会被拉下来，达不到标称的5V。如果只是数字信号的传递驱动能力则完全够用。
各个工作模式对应的电气原理图感兴趣可以自行搜索。

下面主要介绍一些核心库函数：

/* 函数名   rcu_periph_clock_enable(rcu_periph_enum periph)
*  输入值   periph RCU外设 
*  返回值   无
*  功能     启用外设时钟
*  使用举例 rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);//使能PA端口时钟
*/
/* 函数名   gpio_init(uint32_t gpio_periph, uint32_t mode, uint32_t speed, uint32_t pin)
*  输入值   gpio_periph GPIO端口 mode GPIO工作模式 speed GPIO最大输出速度 pin GPIO引脚
*  返回值   无
*  功能     初始化相关GPIO引脚，配置工作模式和最大输出速度
*  使用举例 gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2);//LED1 PB2 输出初始化 推挽模式 速度50Mhz
*/
/* 函数名   gpio_bit_set(uint32_t gpio_periph,uint32_t pin)
*  输入值   gpio_periph GPIO端口 pin GPIO引脚
*  返回值   无
*  功能     输出引脚电平拉高
*  使用举例 gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_2);//PB2 输出高电平
*/
/* 函数名   gpio_bit_reset(uint32_t gpio_periph,uint32_t pin)
*  输入值   gpio_periph GPIO端口 pin GPIO引脚
*  返回值   无
*  功能     输出引脚电平拉低
*  使用举例 gpio_bit_reset(GPIOB, GPIO_PIN_2);//PB2 输出低电平
*/

以GPIO输出模式为例，主要分为三个步骤：

1. 配置GPIO端口时钟，如果需要使用PA7引脚，需要先初始化PA端口的时钟。配置代码如下：

/* 函数名   rcu_periph_clock_enable(rcu_periph_enum periph)
*  输入值   periph RCU外设 
*  返回值   无
*  功能     启用外设时钟
*  使用举例 rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);//使能PA端口时钟
*/
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); //使能PA端口时钟

2. 配置GPIO工作模式，这里以输出推挽模式为例，配置代码如下：

/* 函数名   gpio_init(uint32_t gpio_periph, uint32_t mode, uint32_t speed, uint32_t pin)
*  输入值   gpio_periph GPIO端口 mode GPIO工作模式 speed GPIO最大输出速度 pin GPIO引脚
*  返回值   无
*  功能     初始化相关GPIO引脚，配置工作模式和最大输出速度
*  使用举例 gpio_init(GPIOB, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_2);
*/
gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_7);
// PA7 输出初始化 推挽模式 速度50Mhz

3. 如果选择输出模式，根据需要设置电平状态，这里初始化低电平为例，配置代码如下：

/* 函数名   gpio_bit_set(uint32_t gpio_periph,uint32_t pin)
*  输入值   gpio_periph GPIO端口 pin GPIO引脚
*  返回值   无
*  功能     输出引脚电平拉高
*  使用举例 gpio_bit_set(GPIOB, GPIO_PIN_2);//PB2 输出高电平
*/
gpio_bit_set(GPIOA, GPIO_PIN_7); //PA7输出高电平

下面以LED的初始化举例，下面是对应代码：

//LED 初始化配置
/* 函数名   LED_config(void)
*  输入值   无
*  返回值   无
*  功能     初始化LED相关GPIO引脚，初始状态 LED都熄灭
*  使用举例 LED_config();
*/
void LED_config()
{
//使能对应引脚时钟
	rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); //使能PA端口时钟
	rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB); //使能PB端口时钟	
//设置对应工作模式	
    gpio_init(LED1_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, LED1_PIN);//LED1 PB2 输出初始化 推挽模式 速度50Mhz
	gpio_init(LED2_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, LED2_PIN);//LED2 PB1 输出初始化 推挽模式 速度50Mhz
    gpio_init(LED3_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, LED3_PIN);//LED3 PB0 输出初始化 推挽模式 速度50Mhz
    gpio_init(LED4_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, LED4_PIN);//LED4 PA7 输出初始化 推挽模式 速度50Mhz
//初始化输出状态
	gpio_bit_set(LED1_PORT, LED1_PIN); //输出高电平 LED灭	
	gpio_bit_set(LED2_PORT, LED2_PIN); //输出高电平 LED灭	
	gpio_bit_set(LED3_PORT, LED3_PIN); //输出高电平 LED灭	
	gpio_bit_set(LED4_PORT, LED4_PIN); //输出高电平 LED灭		
}

这里自行编写了一个GPIO的电平翻转函数：

//引脚翻转函数
/* 函数名   gpio_bit_toggle(uint32_t gpio_periph,uint32_t pin)
*  输入值   gpio_periph GPIO端口 pin GPIO引脚
*  返回值   无
*  功能     输出引脚电平翻转 如果是高变成低，如果是低变成高
*  使用举例 gpio_bit_toggle(GPIOB, GPIO_PIN_2);//翻转PB2 输出电平，
*/
void gpio_bit_toggle(uint32_t gpio_periph,uint32_t pin)
{
		if(gpio_output_bit_get(gpio_periph, pin)==SET)              //如果当前输出是高电平
			gpio_bit_reset(gpio_periph, pin);						//翻转为低电平
		else														//如果当前输出是低电平
			gpio_bit_set(gpio_periph, pin);							//翻转为高电平
}

根据LED的电气原理图编写点亮代码

代码如下：

//开LED
/* 函数名   LED_on(uint8_t LED)
*  输入值   LED 范围为1-4，代表4个LED
*  返回值   无
*  功能     点亮对应LED
*  使用举例 LED_on(LED1);
*/
void LED_on(uint8_t LED)
{
	switch (LED)
	{
		case LED1:
			gpio_bit_reset(LED1_PORT, LED1_PIN); //输出低电平 LED1亮	
			break;
		case LED2:
			gpio_bit_reset(LED2_PORT, LED2_PIN); //输出低电平 LED2亮	
			break;	
		case LED3:
			gpio_bit_reset(LED3_PORT, LED3_PIN); //输出低电平 LED3亮	
			break;	
		case LED4:
			gpio_bit_reset(LED4_PORT, LED4_PIN); //输出低电平 LED4亮	
			break;			
	}
}