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stm32的i/o口的8種工作模式-openedv-開源電子網www.openedv.com
首先了解一下gpio是什麼？
2. 然後了解一下gpio的四種功能：
4種輸出模式：
3種最大輸出速度：
3. 最後是如果控制gpio？
控制gpio是通過呼叫暫存器實現的，每組io口含下面7個暫存器。也就是7個暫存器，一共可以控制一組gpio的16個io口。
- gpiox_crl :埠配置低暫存器
- gpiox_crh:埠配置高暫存器
- gpiox_idr:埠輸入暫存器
- gpiox_odr:埠輸出暫存器
- gpiox_bsrr:埠位設定/清除暫存器
- gpiox_brr :埠位清除暫存器
- gpiox_lckr:埠配置鎖存暫存器
我將在正文中以stm32f103zet為例子，對gpio做乙個較為詳細的整理。
對於stm32f103zet： 共七組io口，每組io口有十六個io，共112個io口
這七組io口分別命名為gpioa，gpiob，gpioc，gpiod，gpioe，gpioh，而每組又有十六個埠，分別以0~15來命名，例如gpioa_1,gpioa_2。
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，就等於輸出口接了個npn三極體,並且只接了e,b. c極 是開路的,你可以接乙個電阻到 3.3v,也可以接乙個電阻到5v,這樣,在輸出1的時候,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候,這個輸出高就不能實現了.
3. 推挽模式，就是有推有拉,任何時候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 復用開漏輸出（第二功能io口）
（8）gpio_mode_af_pp 復用推挽輸出（第二功能io口）
推挽電路是兩個引數相同的三極體或mosfet,以推挽方式存在於電路中，各負責正負半周的波形放大任務,電路工作時，兩隻對稱的功率開關管每次只有乙個導通，所以導通損耗小、效率高。輸出既可以向負載灌電流，也可以從負載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負載能力，又提高開關速度。
4. 開漏輸出模式，輸出端相當於三極體的集電極. 要得到高電平狀態需要上拉電阻才行. 適合於做電流型的驅動,其吸收電流的能力相對強(一般20ma以內)。
開漏形式的電路有以下四個特點：
1. 利用外部電路的驅動能力，減少ic內部的驅動。當ic內部mosfet導通時，驅動電流是從外部的vcc流經r pull-up ，mosfet到gnd。ic內部僅需很下的柵極驅動電流。
2. 一般來說，開漏是用來連線不同電平的器件，匹配電平用的，因為開漏引腳不連線外部的上拉電阻時，只能輸出低電平，如果需要同時具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的乙個優點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換的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小，所以負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，就是帶來上公升沿的延時。因為上公升沿是通過外接上拉無源電阻對負載充電，所以當電阻選擇小時延時就小，但功耗大；反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求，則建議用下降沿輸出。
4. 可以將多個開漏輸出的io口，連線到一條線上。通過乙隻上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成「與邏輯」關係。這也是i2c，smbus等匯流排判斷匯流排占用狀態的原理。其中大家對於線與邏輯比較生疏，線與邏輯即兩個輸出端（包括兩個以上）直接互連就可以實現「and」的邏輯功能。
浮空輸入狀態下，就是指io的電平狀態是不確定的，完全由外部輸入決定，如果在該引腳懸空的情況下，讀取該埠的電平是不確定的，就像是薛丁格的貓，這種情況也被稱為高阻態。
上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入：這幾個概念很好理解，從字面便能輕易讀懂。
復用開漏輸出、復用推挽輸出：可以理解為gpio口被用作第二功能時的配置情況（即並非作為通用io口使用）
最後總結下使用情況：
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內部上拉電阻輸入
（3）帶下拉輸入_ipd—— io內部下拉電阻輸入
（4） 模擬輸入_ain ——應用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，才能實現輸出高電平。當輸出為1時，io口的狀態由上拉電阻拉高電平，但由於是開漏輸出模式，這樣io口也就可以由外部電路改變為低電平或不變。可以讀io輸入電平變化，實現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）復用功能的推挽輸出_af_pp ——片內外設功能（i2c的scl,sda）
（8）復用功能的開漏輸出_af_od——片內外設功能（tx1,mosi,miso.sck.ss）
（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；
讀值時先gpio_setbits(gpiob, gpio_pin_0)；
拉高，然後可以讀io的值，使用gpio_readinputdatabit(gpiob,gpio_pin_0)；
（2）如果是無上拉電阻，io預設是高電平；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肖特基觸發器：可將一些模擬訊號最終轉化為數碼訊號。
它有三個作用：
1．用於波形變換
三角波、正弦波及其它不規則訊號→矩形脈衝。
所示為用施密特觸發器將正弦波變換成同週期的矩形脈衝。
2．用於脈衝整形
當傳輸的訊號受到干擾而發生畸變時，可利用施密特觸發器的回差特性，將受到干擾的訊號整形成較好的矩形脈衝，
3．用於脈衝幅度鑑別
如輸入訊號為一組幅度不等的脈衝，可將輸入幅度大於 的脈衝訊號選出來，而幅度小 的脈衝訊號則去掉了。
最後展示gpio的基本結構圖：
gpio的基本結構圖
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