GPIO

#include <stdint.h>

#include "stm32f4.h"

/* Cấu hình PA5 làm đầu ra đẩy kéo, tốc độ cao, không điện trở kéo.
   PA5 là chân nối với đèn trên bo Nucleo. */
void den_khoi_tao(void)
{
    /* 0. BẬT CLOCK cho cổng A. Quên bước này là mọi bước sau vô nghĩa. */
    RCC->AHB1ENR |= (1u << 0);

    /* 1. Chế độ: 01 tức đầu ra */
    GPIOA->MODER &= ~(3u << (5 * 2));      /* xóa hai bit của chân 5 */
    GPIOA->MODER |=  (1u << (5 * 2));      /* đặt 01 */

    /* 2. Kiểu đầu ra: 0 tức đẩy kéo */
    GPIOA->OTYPER &= ~(1u << 5);

    /* 3. Tốc độ: 11 tức rất cao */
    GPIOA->OSPEEDR |= (3u << (5 * 2));

    /* 4. Điện trở kéo: 00 tức không có */
    GPIOA->PUPDR &= ~(3u << (5 * 2));
}

/* BSRR không có chế độ đảo, nên phải đọc ODR rồi quyết định. */
static inline void gpio_dao(GPIO_TypeDef *cong, uint8_t chan)
{
    uint32_t dang_bat = cong->ODR & (1u << chan);

    cong->BSRR = dang_bat ? (1u << (chan + 16u)) : (1u << chan);
}

/* Một số dòng STM32 có thanh ghi ODR ghi được trực tiếp,
   nên cách ngắn nhất vẫn là: */
cong->ODR ^= (1u << chan);      /* nhưng đây LẠI là đọc sửa ghi */

/* Nếu chỉ vòng lặp chính đụng vào cổng đó thì cách này an toàn.
   Nếu có ISR cùng đụng vào thì phải bảo vệ, xem Bài 49.4. */

/* Cấu hình PC13 làm đầu vào có điện trở kéo lên.
   PC13 là nút người dùng trên bo Nucleo, nối xuống đất khi nhấn. */
void nut_khoi_tao(void)
{
    RCC->AHB1ENR |= (1u << 2);             /* clock cho cổng C */

    GPIOC->MODER &= ~(3u << (13 * 2));     /* 00 = đầu vào */

    GPIOC->PUPDR &= ~(3u << (13 * 2));
    GPIOC->PUPDR |=  (1u << (13 * 2));     /* 01 = kéo lên */
}

/* Nút nối xuống đất, nên nhả là mức CAO, nhấn là mức THẤP. */
uint8_t nut_dang_nhan(void)
{
    return (GPIOC->IDR & (1u << 13)) ? 0u : 1u;
}

/* Đọc 4 chân PB0 tới PB3 làm một số 4 bit,
   ví dụ từ một công tắc DIP hoặc bàn phím ma trận. */
uint8_t doc_dip(void)
{
    uint32_t idr = GPIOB->IDR;              /* đọc MỘT lần, mọi chân đồng thời */

    return (uint8_t)((~idr) & 0x0Fu);       /* đảo vì kéo lên, lấy 4 bit thấp */
}

#ifndef GPIO_H
#define GPIO_H

#include <stdint.h>

#include "stm32f4.h"

typedef enum {
    GPIO_VAO      = 0u,
    GPIO_RA       = 1u,
    GPIO_THAY_THE = 2u,
    GPIO_TUONG_TU = 3u,
} GpioCheDo;

typedef enum {
    GPIO_KHONG_KEO = 0u,
    GPIO_KEO_LEN   = 1u,
    GPIO_KEO_XUONG = 2u,
} GpioKeo;

void gpio_bat_clock(const GPIO_TypeDef *cong);
void gpio_cau_hinh(GPIO_TypeDef *cong, uint8_t chan,
                   GpioCheDo che_do, GpioKeo keo);

static inline void gpio_bat(GPIO_TypeDef *cong, uint8_t chan)
{
    cong->BSRR = (1u << chan);
}

static inline void gpio_tat(GPIO_TypeDef *cong, uint8_t chan)
{
    cong->BSRR = (1u << (chan + 16u));
}

static inline void gpio_ghi(GPIO_TypeDef *cong, uint8_t chan, uint8_t muc)
{
    cong->BSRR = muc ? (1u << chan) : (1u << (chan + 16u));
}

static inline uint8_t gpio_doc(const GPIO_TypeDef *cong, uint8_t chan)
{
    return (cong->IDR & (1u << chan)) ? 1u : 0u;
}

#endif

#include "gpio.h"

void gpio_bat_clock(const GPIO_TypeDef *cong)
{
    uint32_t bit;

    if      (cong == GPIOA) bit = 0u;
    else if (cong == GPIOB) bit = 1u;
    else if (cong == GPIOC) bit = 2u;
    else if (cong == GPIOD) bit = 3u;
    else                    return;

    RCC->AHB1ENR |= (1u << bit);

    volatile uint32_t tam = RCC->AHB1ENR;      /* chờ clock ổn định */
    (void)tam;
}

void gpio_cau_hinh(GPIO_TypeDef *cong, uint8_t chan,
                   GpioCheDo che_do, GpioKeo keo)
{
    if (chan > 15u) return;

    gpio_bat_clock(cong);

    /* Điện trở kéo TRƯỚC, chế độ SAU, để chân không phát mức lạ */
    uint32_t r = cong->PUPDR;

    r &= ~(3u << (chan * 2u));
    r |=  ((uint32_t)keo << (chan * 2u));
    cong->PUPDR = r;

    r  = cong->MODER;
    r &= ~(3u << (chan * 2u));
    r |=  ((uint32_t)che_do << (chan * 2u));
    cong->MODER = r;
}

#include "gpio.h"

#define DEN_CONG  GPIOA
#define DEN_CHAN  5u
#define NUT_CONG  GPIOC
#define NUT_CHAN  13u

int main(void)
{
    gpio_cau_hinh(DEN_CONG, DEN_CHAN, GPIO_RA,  GPIO_KHONG_KEO);
    gpio_cau_hinh(NUT_CONG, NUT_CHAN, GPIO_VAO, GPIO_KEO_LEN);

    for (;;) {
        uint8_t nhan = !gpio_doc(NUT_CONG, NUT_CHAN);   /* đảo vì kéo lên */

        gpio_ghi(DEN_CONG, DEN_CHAN, nhan);
    }
}