stm32 GPIO模式

本文章借鉴以及引用网上流传的攻略，由于作者不确定，所以直接借鉴来用了，不好意思，如有问题，联系博主整改。

先上图：（参考手册P105）

直接入正题，在STM32中，GPIO有八种模式：

 

（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入

（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入

（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入

（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入

（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出

（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出

（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出

（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

我们知道，在传统的51单片机中，IO口只是输出高低电平就行，但是stm32因为功能的强大，所以IO口就被赋予了非常重要的使命——让CPU与各种外部芯片、元器件等进行“沟通”，因为模式的不同，所以一个引脚就可以接非常多的外部器件，而又引申出了“AFIO端口重映射”功能，这个后面再讲（每一个内部外设的知识都是很多的）。

首先先给个概念：输出和输入

以前我们使用51的时候，1是输出、0是输入，那是因为功能少，当功能多的时候就得把两种功能分开了，典型的例子有STC公司出的STC12系列以及stc15系列。STM32可以这么说吧：输出是CPU计算后进行控制，输入是读取后给CPU进行计算。

输出：GPIO的输出与51的 IO口是差不多的概念，都是输出高、低电平来控制外部电路：

处理过程是（如图下半部分）：CPU下达输出高或低电平指令，指令配置“位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）”（设置就是“1”高电平，清除就是“0”低电平），再由位寄存器配置输出数据寄存器（GPIOx_ODR），经过一个选择器（选择是一般输出还是复用功能输出），然后进行输出控制，控制是什么模式：推挽、开漏或者关闭，然后输出高或低电平到IO口。

输入：进行数据的采集，外部电路通过IO口输入模拟量，然后通过“TTL肖特基触发器”（肖特基触发器是将相对缓慢变化的模拟信号变成矩形信号，便于后面读取），进入输入数据寄存器，最后就能给CPU读取数据。

输入输出讲完了，我们来讲讲模式：

输出：

先上图：左边是推挽输出，右边是开漏输出。

1.  推挽输出模式：（最常用）

引用网上的说明：推挽电路是两个参数相同的三极管或 MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

简单来说，当一个mos管电流增大时，另一个mos管的电流就减小，当P-MOS管饱和时，同时N-MOS截止，接通并输出Vdd及高电平“1”，反之，当N-MOS管饱和时，同时P-MOS截止，接通并输出Vss及低电平“0”。 就像是这两个mos管在相互“推、拉（挽）”，所以就叫推挽。

2.  开漏输出模式：（不常用）

引用网上的说明：输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内)。

利用外部电路的驱动能力，减少 IC 内部的驱动。当 IC 内部 MOSFET 导通时，驱动电流是从外部的VCC 流经 R pull-up ，MOSFET到 GND。IC 内部仅需很少的栅极驱动电流。

3.  推挽、开漏复用模式：

当GPIO口被用作第二功能时，需要配置，端口重映射AFIO。

输入：

1.  浮空输入模式：

浮空输入状态下，IO 的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。可做KEY按键识别

2.  上、下拉输入模式：

如图，内部设有上拉和下拉电阻，当外部电路为低电平，IO口设为下拉模式，当外部电路为低电平，IO口设为上拉模式。

3.  模拟输入：

用作内部ADC输入或DAC输出，预防干扰。

小结：

    常用的就是推挽输出了，其次就是根据外部电路，配置相应的输入模式。