今天給大家講解一下 GPIO 基礎(chǔ)，參考資料：

STM32F1xx 官方資料：

《STM32中文參考手冊V10》-第8章通用和復(fù)用功能IO(GPIO和AFIO)

GPIO 是通用輸入/輸出端口的簡稱,，是 STM32 可控制的引腳,。GPIO 的引腳與外部硬件設(shè)備連接，可實現(xiàn)與外部通訊,、控制外部硬件或者采集外部硬件數(shù)據(jù)的功能,。

STM32的八種GPIO口模式

STM32 普通 GPIO 內(nèi)部邏輯圖

保護二極管：IO引腳上下兩邊兩個二極管用于防止引腳外部過高,、過低的電壓輸入,。當(dāng)引腳電壓高于VDD時，上方的二極管導(dǎo)通,；當(dāng)引腳電壓低于VSS時,，下方的二極管導(dǎo)通，防止不正常電壓引入芯片導(dǎo)致芯片燒毀,。也叫鉗位二極管,。

P-MOS管和N-MOS管：由P-MOS管和N-MOS管組成的單元電路使得GPIO具有“推挽輸出”和“開漏輸出”的模式。

TTL肖特基觸發(fā)器：信號經(jīng)過觸發(fā)器后,，模擬信號轉(zhuǎn)化為0和1的數(shù)字信號,。但是，當(dāng)GPIO引腳作為ADC采集電壓的輸入通道時,，用其“模擬輸入”功能,，此時信號不再經(jīng)過觸發(fā)器進行TTL電平轉(zhuǎn)換。（可以理解為一個比較器,，大于某個值是1,，小于某個值是0）

查看《STM32中文參考手冊V10》中的GPIO的表格時，會看到有“FT”一列,，這代表著這個GPIO口時兼容3.3V和5V的,；如果沒有標(biāo)注“FT”，就代表著不兼容5V,。比如STM32F103VET6的GPIOE口那一組全部兼容5V,，其他組是部分兼容5V。

備注：導(dǎo)通路徑為黃色部分,。

1,、模擬輸入 GPIO_Mode_AIN

此模式可以檢測外部輸入的模擬電壓，可以檢測電壓值,，只要不高于Vcc即可,。

2、浮空輸入 GPIO_MODE_IN_FLOATING

此模式最常用的是檢測按鍵,，可以接收高低電平,。但容易被干擾。

3,、下拉輸入GPIO_Mode_IPD

此模式檢測到電平默認(rèn)為低,，可以檢測到由低到高的電平變化。

4,、上拉輸入GPIO_Mode_IPU

此模式檢測到電平默認(rèn)為高,，可以檢測到由高到低的電平變化,。

5、開漏輸出GPIO_Mode_Out_OD

開漏輸出用于輸出低電平,，高電平靠外部上拉電阻電壓決定,，適用于快速切換電壓的外部電路結(jié)構(gòu)。

6,、推挽輸出GPIO_Mode_Out_PP

推挽輸出用于輸出高低電平,，是最常用的模式。

7,、復(fù)用開漏輸出GPIO_Mode_AF_OD

復(fù)用 IIC 時候選擇復(fù)用開漏輸出,，因為開漏輸出可以“線與”。

8,、復(fù)用推挽輸出GPIO_Mode_AF_PP

其他復(fù)用比如 SPI 等可以選擇復(fù)用推挽輸出,。

什么是推挽結(jié)構(gòu)和推挽電路？

推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個參數(shù)相同的三極管或MOS管分別受兩互補信號的控制,，總是在一個三極管或MOS管導(dǎo)通的時候另一個截止,。高低電平由輸出電平?jīng)Q定。

推挽輸出和開漏輸出

左側(cè)為推挽輸出,，可以輸出高低電平。右側(cè)為開漏輸出,，只能輸出低電平,，高電平靠外部上拉電阻決定。

圖中所示為三極管,，也可以叫開集輸出（集電極開路輸出）,，開漏輸出是當(dāng)這個管子為MOS管，漏極開路輸出,，叫開漏輸出,。

推挽輸出：上面三級管導(dǎo)通，輸出高電平,，下面三極管導(dǎo)通,，輸出低電平。

開漏輸出：三極管導(dǎo)通輸出低電平,，三極管截止是高阻態(tài),，電平由外部上拉電阻決定。

推挽輸出高電平（向負(fù)載推流）：

推挽輸出低電平（從負(fù)載拉流）：