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//本文中的正文，改編自以下鏈接評論，由于非常全面明晰，所以我將之采納。

STM32的I/O口的8種工作模式-OpenEdv-開源電子網(wǎng)?www.openedv.com

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前言

首先了解一下GPIO是什么？

• GPIO（英語：General-purpose input/output），通用型之輸入輸出的簡稱，用于電信號在電路中的輸入輸出，以方便控制電路部件。

2. 然后了解一下GPIO的四種功能：

• 4種輸入模式：
  • 輸入浮空IN_FLOATING
  • 輸入上拉IPD
  • 輸入下拉IPU
  • 模擬輸入AIN
• 4種輸出模式：
  • 開漏輸出
  • 開漏復(fù)用功能
  • 推挽式輸出
  • 推挽式復(fù)用功能
• 3種最大輸出速度：
  • 2MHZ
  • 10MHZ
  • 50MHZ

3. 最后是如果控制GPIO？

控制GPIO是通過調(diào)用寄存器實(shí)現(xiàn)的，每組IO口含下面7個(gè)寄存器。也就是7個(gè)寄存器，一共可以控制一組GPIO的16個(gè)IO口。

- GPIOx_CRL :端口配置低寄存器

- GPIOx_CRH:端口配置高寄存器

- GPIOx_IDR:端口輸入寄存器

- GPIOx_ODR:端口輸出寄存器

- GPIOx_BSRR:端口位設(shè)置/清除寄存器

- GPIOx_BRR :端口位清除寄存器

- GPIOx_LCKR:端口配置鎖存寄存器

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我將在正文中以STM32F103ZET為例子，對GPIO做一個(gè)較為詳細(xì)的整理。

正文

對于STM32F103ZET： 共七組IO口，每組IO口有十六個(gè)IO，共112個(gè)IO口

這七組IO口分別命名為GPIOA，GPIOB，GPIOC，GPIOD，GPIOE，GPIOH，而每組又有十六個(gè)端口，分別以0~15來命名，例如GPIOA_1,GPIOA_2。

八種GPIO工作模式：

浮空模式，顧名思義就是浮在空中,上面用繩子一拉就上去了,下面用繩子一拉就沉下去了.

2. 開漏模式，就等于輸出口接了個(gè)NPN三極管,并且只接了e,b. c極 是開路的,你可以接一個(gè)電阻到 3.3V,也可以接一個(gè)電阻到5V,這樣,在輸出1的時(shí)候,就可以是5V電壓,也可以是3. 3V電壓了。但是不接電阻上拉的時(shí)候,這個(gè)輸出高就不能實(shí)現(xiàn)了.

3. 推挽模式，就是有推有拉,任何時(shí)候IO口的電平都是確定的,不需要外接上拉或者下拉電阻.

（1）GPIO_Mode_AIN 模擬輸入

（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入

（3）GPIO_Mode_IPD 下拉輸入

（4）GPIO_Mode_IPU 上拉輸入

（5）GPIO_Mode_Out_OD 開漏輸出

（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出

（7）GPIO_Mode_AF_OD 復(fù)用開漏輸出（第二功能IO口）

（8）GPIO_Mode_AF_PP 復(fù)用推挽輸出（第二功能IO口）

推挽電路是兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中，各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù),電路工作時(shí)，兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小、效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流，也可以從負(fù)載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負(fù)載能力，又提高開關(guān)速度。

4. 開漏輸出模式，輸出端相當(dāng)于三極管的集電極. 要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅(qū)動(dòng),其吸收電流的能力相對強(qiáng)(一般20ma以內(nèi))。

開漏形式的電路有以下四個(gè)特點(diǎn)：

1. 利用外部電路的驅(qū)動(dòng)能力，減少IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流是從外部的VCC流經(jīng)R pull-up ，MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很下的柵極驅(qū)動(dòng)電流。

2. 一般來說，開漏是用來連接不同電平的器件，匹配電平用的，因?yàn)殚_漏引腳不連接外部的上拉電阻時(shí)，只能輸出低電平，如果需要同時(shí)具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過改變上拉電源的電壓，便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。（上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小，所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。）

3. OPEN-DRAIN提供了靈活的輸出方式，但是也有其弱點(diǎn)，就是帶來上升沿的延時(shí)。因?yàn)樯仙厥峭ㄟ^外接上拉無源電阻對負(fù)載充電，所以當(dāng)電阻選擇小時(shí)延時(shí)就小，但功耗大；反之延時(shí)大功耗小。所以如果對延時(shí)有要求，則建議用下降沿輸出。

4. 可以將多個(gè)開漏輸出的IO口，連接到一條線上。通過一只上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成“與邏輯”關(guān)系。這也是I2C，SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。其中大家對于線與邏輯比較生疏，線與邏輯即兩個(gè)輸出端（包括兩個(gè)以上）直接互連就可以實(shí)現(xiàn)“AND”的邏輯功能。

浮空輸入狀態(tài)下，就是指IO的電平狀態(tài)是不確定的，完全由外部輸入決定，如果在該引腳懸空的情況下，讀取該端口的電平是不確定的，就像是薛定諤的貓，這種情況也被稱為高阻態(tài)。

上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入：這幾個(gè)概念很好理解，從字面便能輕易讀懂。

復(fù)用開漏輸出、復(fù)用推挽輸出：可以理解為GPIO口被用作第二功能時(shí)的配置情況（即并非作為通用IO口使用）

最后總結(jié)下使用情況：

在STM32中選用IO模式

（1） 浮空輸入_IN_FLOATING ——浮空輸入，可以做KEY識別，RX1

（2）帶上拉輸入_IPU——IO內(nèi)部上拉電阻輸入

（3）帶下拉輸入_IPD—— IO內(nèi)部下拉電阻輸入

（4） 模擬輸入_AIN ——應(yīng)用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電

（5）開漏輸出_OUT_OD ——IO輸出0接GND，IO輸出1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實(shí)現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時(shí)，IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平，但由于是開漏輸出模式，這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔儭？梢宰xIO輸入電平變化，實(shí)現(xiàn)C51的IO雙向功能

（6）推挽輸出_OUT_PP ——IO輸出0-接GND， IO輸出1 -接VCC，讀輸入值是未知的

（7）復(fù)用功能的推挽輸出_AF_PP ——片內(nèi)外設(shè)功能（I2C的SCL,SDA）

（8）復(fù)用功能的開漏輸出_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）

STM32設(shè)置實(shí)例：

（1）模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD，接上拉電阻，能夠正確輸出0和1；

讀值時(shí)先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)；

拉高，然后可以讀IO的值，使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；

（2）如果是無上拉電阻，IO默認(rèn)是高電平；需要讀取IO的值，可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開漏輸出_OUT_OD；

TTL肖特基觸發(fā)器：

TTL肖特基觸發(fā)器：可將一些模擬信號最終轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。

它有三個(gè)作用：

1．用于波形變換

三角波、正弦波及其它不規(guī)則信號→矩形脈沖。

所示為用施密特觸發(fā)器將正弦波變換成同周期的矩形脈沖。

2．用于脈沖整形

當(dāng)傳輸?shù)男盘柺艿礁蓴_而發(fā)生畸變時(shí)，可利用施密特觸發(fā)器的回差特性，將受到干擾的信號整形成較好的矩形脈沖，

3．用于脈沖幅度鑒別

如輸入信號為一組幅度不等的脈沖，可將輸入幅度大于 的脈沖信號選出來，而幅度小 的脈沖信號則去掉了。

最后展示GPIO的基本結(jié)構(gòu)圖：

GPIO的基本結(jié)構(gòu)圖

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的wringPi 初始化GPIO 为上拉_GPIO接口的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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