入力ポートが足りないときに、スイッチ入力数を増やす裏ワザ：Q&Aで学ぶマイコン講座（71）（3/3 ページ）

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。今回は、初心者の方からよく質問される「入力ポートが足りないときに、スイッチ入力数を増やす裏ワザ」についてです。

[小谷豊（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

GPIOポートの特徴

　図4は、STM32G0マイコンのGPIOポートを示しています。内蔵のプルアップ抵抗の有効／無効を設定で切り替え可能です。また、出力レベルをプッシュプル（HIGHもしくはLOWを出力）、出力レベルをオープンドレイン（ハイインピーダンス状態もしくはLOWを出力）などに設定で切り替えることもできます。

図4：GPIO端子の特徴［クリックで拡大］
STM32G0シリーズのリファレンス･マニュアルから引用

GPIOポートの入出力設定

　GPIOポートの入出力は、GPIO port mode register（GPIOx_MODER）で設定できます。PBxxポートを使用する場合は、GPIOB_MODERを設定します。入力ポートに設定する場合は、該当するポート番号のMODEビットを00に設定します（PB4を入力ポートに設定したい場合は、MODE4ビットを00に設定）

　同様に、出力ポートに設定する場合は、該当するポート番号のMODEビットを01に設定します。マイコンがリセットされた状態では、MODEビットは11に設定されており、アナログ入力モードになっているので、入力ポートであってもMODEビットの設定が必要です。

GPIOポートのオープンドレイン設定

　出力に設定したポートをオープンドレイン出力設定にする場合は、GPIO port output type register（GPIOx_OTYPER）の対応するポート番号のビットを1に設定します（PB0をオープンドレイン出力に設定する場合は、GPIOB_OTYPERのビット0を1に設定）。マイコンがリセットされた状態では、GPIOx_OTYPERのビットは0に設定されており、プッシュプル出力設定になっているので、GPIOx_OTYPERのビット設定が必要です。

GPIOポートの内蔵プルアップ抵抗設定

　入力ポートの内蔵プルアップ抵抗を有効にするには、GPIO port pull-up/pull-down register（GPIOx_PUPDR）で設定できます。PBxxポートを使用する場合は、GPIOB_PUPDRを設定します。ポートをプルアップに設定する場合、該当するポート番号のPUPDビットを01に設定します（PB4をプルアップに設定する場合は、PUPD4ビットを01に設定）

初期化ソースコード生成ソフトの活用

　先ほど述べたように、GPIOポートはさまざまな設定ができますが、キーパッドのように多数のピンを使用する場合、個々のピンの初期化ソースコードを作成するのに手間がかかります。マイコンによっては、GPIOの初期化ソースコードをGUIで設定／生成できるソフトが提供されているため、これを使用することで、ソフト開発時間の大幅な短縮が可能です。STM32G0マイコンでは、「STM32CubeMX」というソフトを使用することで、GUIで簡単にGPIOの入出力設定や、プルアップの設定をすることができます（図5）

図5：STM32CubeMXでのGPIO設定例［クリックで拡大］

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