GPIO 簡介

GPIO=General Purpose Input Output，通用輸入輸出。簡稱為“IO口”。
GPIO 是通用輸入輸出端口的簡稱，STM32 可控制的引腳，STM32 芯片的 GPIO 引腳與外部設備連接起來，從而實現與外部通訊、控制以及數據采集的功能。STM32 芯片的 GPIO被分成很多組，每組有 16 個引腳，如型號為 STM32F4IGT6 型號的芯片有 GPIOA、GPIOB、GPIOC至 GPIOI 共 9 組 GPIO，芯片一共 176 個引腳，其中 GPIO 就占了一大部分，所有的 GPIO 引腳都有基本的輸入輸出功能。

最基本的輸出功能是由 STM32 控制引腳輸出高、低電平，實現開關控制，GPIO口是怎么被控制的呢？通過軟件代碼。需要亮燈的時候調用GPIO口拉高的函數，需要熄燈的時候調用GPIO拉低的函數，即可實現控制。如把 GPIO 引腳接入到 LED 燈，那就可以控制 LED 燈的亮滅。最基本的輸入功能是檢測外部輸入電平，如把 GPIO 引腳連接到按鍵，通過電平高低區分按鍵是否被按下。

GPIO除了簡單的輸入輸出之外，還可以做一些相對復雜的操作，例如模擬I2C或SPI數據線、ADC電壓檢測、輸出PWM波形等。

GPIO框圖

保護二極管及上、下拉電阻

通過上、下拉對應的開關配置，我們可以控制引腳默認狀態的電壓，開啟上拉的時候引腳電壓為高電平，開啟下拉的時候引腳電壓為低電平，這樣可以消除引腳不定狀態的影響。如引腳外部沒有外接器件，或者外部的器件不干擾該引腳電壓時，STM32 的引腳都會有這個默認狀態。也可以設置“既不上拉也不下拉模式”，我們也把這種狀態稱為浮空模式，配置成這個模式時，直接用電壓表測量其引腳電壓為 1 點幾伏，這是個不確定值。所以一般來說我們都會選擇給引腳設置“上拉模式”或“下拉模式”使它有默認狀態。

STM32 的內部上拉是“弱上拉”，即通過此上拉輸出的電流是很弱的，如要求大電流還是需要外
部上拉。通過“上拉/下拉寄存器 GPIOx_PUPDR”控制引腳的上、下拉以及浮空模式。
用于輸入模式時，可設置為上拉、下拉或浮空模式

P-MOS 管和 N-MOS 管

輸出模式部分，線路經過一個由 P-MOS 和 N-MOS 管組成的單元電路。這個結構使 GPIO 具有了“推挽輸出”和“開漏輸出”兩種模式。
推挽輸出模式，是根據這兩個 MOS 管的工作方式來命名的。輸入高電平時，上方的 P-MOS 導通，下方的 N-MOS 關閉，對外輸出高電平，輸入低電平時反之。
推挽輸出的低電平為0 伏，高電平為3.3 伏，它是推挽輸出模式時的等效電路。

通過“輸出類型寄存器 GPIOx_OTYPER 可以控制 GPIO 端口是推挽模式還是開漏模式。

輸出數據寄存器

置位/復位寄存器GPIOx_BSRR可以通過修改輸出數據寄存器的值從而影響電路的輸出。

復用功能輸出

使用 USART 串口通訊時，需要用到某個 GPIO 引腳作為通訊發送引腳，這個時候就可以把該 GPIO 引腳配置成 USART 串口復用功能，由串口外設控制該引腳，發送數據。

輸入數據寄存器

連接到施密特觸發器，信號經過觸發器后，模擬信號轉化為 0、1 的數字信號，然后存儲在“輸入數據寄存器GPIOx_IDR”中，通過讀取該寄存器就可以了解 GPIO 引腳的電平狀態。

復用功能輸入

和復用功能輸出一致，發送變接收。

模擬輸入輸出

當 GPIO 引腳用于 ADC 采集電壓的輸入通道時，用作“模擬輸入”功能，此時信號是不經過施密特觸發器的，因為經過施密特觸發器后信號只有 0、1 兩種狀態，所以 ADC 外設要采集到原始的模擬信號，信號源輸入必須在施密特觸發器之前。反之作為模擬輸出，當 GPIO 用于模擬功能時 (包括輸入輸出)，引腳的上、下拉電阻是不起作用的，即使在寄存器配置了上拉或下拉模式，也不會影響到模擬信號的輸入輸出。

正點原子F429原理圖

圖中PB0和PB1就是控制正點原子板子上兩個LED燈的IO口。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的No.4 STM32F429IGT6 GPIO相关学习总结（STM32F429/F767/H743）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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