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STM32的GPIO端口配置八种模式的理解

2023-05-16

文章目录

  • 一、GPIO的结构框图
  • 二、八种模式
    • 1. 模拟输入（GPIO_Mode_AIN）
    • 2. 浮空输入（GPIO_Mode_IN_FLOATING ）
    • 3. 上拉输入（GPIO_Mode_IPU）
    • 4. 下拉输入（GPIO_Mode_IPD ）
    • 5. 开漏输出（ GPIO_Mode_Out_OD ）
    • 6. 推挽输出（ GPIO_Mode_Out_PP ）
  • 复用功能
    • 7. 复用开漏输出 ( GPIO_Mode_AF_OD )
    • 8. 复用推挽输出（ GPIO_Mode_AF_PP ）
  • 总结

一、GPIO的结构框图

在这里插入图片描述
在这张图中，GPIO的配置可以分成8种模式，4种输入，4种输出。

输入分为：模拟输入、浮空输入、上拉输入、下拉输入

输出分为：开漏输出、推挽输出、复用推挽输出、复用开漏输出

二、八种模式

1. 模拟输入（GPIO_Mode_AIN）

在这里插入图片描述
模拟输入，一般情况下，用于ADC的采集电压时，配置的输入IO口。在模拟输入中，TTL肖特基触发器以及上拉电阻和下拉电阻都处于关闭状态。即使配置上拉或下拉模式，不会影响到模拟信号的输入输出。

2. 浮空输入（GPIO_Mode_IN_FLOATING ）

在这里插入图片描述

浮空输入，IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的，有可能是高电平，也有可能是低电平。

3. 上拉输入（GPIO_Mode_IPU）

在这里插入图片描述
上拉输入，将一个不确定的信号，通过一个电阻与电源VCC相连，固定在高电平，IO口为高电平。
在上拉输入中接入了一个电阻，它的作用是为了确保信号输入时输入端的电平为高电平。

4. 下拉输入（GPIO_Mode_IPD ）

在这里插入图片描述
下拉输入，将一个不确定的信号，通过一个电阻与地GND相连，固定在低电平，IO口为低电平。
与上拉输入同理，在下拉输入中接入了一个电阻，它的作用是为了确保信号输入时输入端的电平为低电平。

5. 开漏输出（ GPIO_Mode_Out_OD ）

在这里插入图片描述
开漏输出，在这个模式下，是能够输出低电平，但无法真正输出高电平，即高电平时没有驱动能力，需要借助外部上拉电阻完成对外驱动。同时，P-MOS管是处于关闭的，N-MOS管是开启的。当输出寄存器的值为0的时候，N-MOS管导通，此时IO口的电平被N-MOS管拉到VSS，输出为低电平。当输出寄存器为1的时候，N-MOS管截止，IO口直接和输出端断开了，处于浮空状态。

6. 推挽输出（ GPIO_Mode_Out_PP ）

在这里插入图片描述
推挽输出，它的P-MOS管和N-MOS管是打开的状态，当输出寄存器的值为0的时候，N-MOS管导通，此时IO口的电平被N-MOS管拉到VSS，输出为低电平。当输出寄存器为1的时候，P-MOS管导通，此时IO口的电平被P-MOS管拉到VDD，输出为高电平。简单点讲就是想输出高电平，就输出高电平，想输出低电平，就输出低电平。

注开漏输出和推挽输出的区别：开漏输出只有N-MOS管是开启的，P-MOS管是关闭的。

复用功能

可以理解为普通的GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用），复用功能模式中，一般直接用外设的寄存器来获取该数据信号。

7. 复用开漏输出 ( GPIO_Mode_AF_OD )

在这里插入图片描述
复用开漏输出模式，与开漏输出模式很是相似。只是输出的高低电平的来源不同，不是让CPU写输出数据寄存器了，而是用片内外设模块的复用功能输出来决定的。复用开漏输出中的片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）。

8. 复用推挽输出（ GPIO_Mode_AF_PP ）

在这里插入图片描述
同理，复用推挽输出模式，与推挽输出模式也是相似。输出的高低电平的来源不同，不是让CPU写输出数据寄存器，而是利用片内外设模块的复用功能输出来决定的。复用推挽输出中的片内外设功能（I2C的SCL,SDA）。

总结

以上就是我关于STM32中配置GPIO的八种模式的理解，谢谢观看。

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