单片机入门---最重要的外设控制（GPIO）

本文中主要介绍STM32中的GPIO，在最后简单介绍下PIC的IO设置。

基本功能需求

我们在使用STM32的管脚时，主要使用串口，I2C,SPI，或者直接作为输入输出管脚。而这些管脚的实现都是通过GPIO完成的。
下面简单介绍下GPIO的四种输入模式和四种输出模式。
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四种输出模式
首先我们回顾一下我们常用的输出形式，I2C,SPI,输出高低电平，通过外部上拉输出高电平。
推挽输出：该模式下引脚可以输出高低电平，可连接驱动数字器件。
开漏输出：该模式下只能输出低电平，不能输出高电平，需要引脚加上拉电阻才能得到高电平。
推挽模式和开漏模式对比：
1 推挽模式延时小，开漏模式上拉延时大。
2 开漏模式可以连接与主控电平不匹配的器件，只需要将上拉电阻的上拉端连接到对方电平即可。
3 开漏模式可以以小博大，利用外部电路的驱动能力，减小内部电流，内部只需要很小的栅极驱动电流。
复用推挽输出：UART、SPI等输出引脚就是复用的推挽输出。
复用开漏输出：I2C就是这种模式，所以用I2C的时候外部需要上拉电阻。
四种输入模式
浮空输入：这种模式一般多用于检测外部高低电平状态，比如按键。浮空输入时上下拉电阻都没有连接，引脚电平状态不确定。~~那这时候读取的电平是否是合理的按键值呢？？？~~
上拉、下拉输入：很明显，这种模式下必定是连接了上拉或者下拉电阻。
模拟输入：我们通常使用的ADC采样正是采集的模拟信号。

另外需要特别强调：在使用GPIO时，需要注意alternate function的使用，有两个方法可以验证是否可用，一个是使用cubeMX进行选择，如果能正确的选择我们需要的功能，则说明这个跨越或者不跨越AF的功能可用。或者查阅下面的表，来验证我们选择的功能是否能够正常工作。
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我们在使用GPIO的过程中，有时候可能需要进行输出输出等GPIO功能的切换，下面提供一段参考代码

void Convert_sysrst_gpio(int io)
{
	  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	  if (io == 1) {//input
		  /*Configure GPIO pin : PtPin */
		  GPIO_InitStruct.Pin = SYS_RST_X_Pin;
		  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
		  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
		  HAL_GPIO_Init(SYS_RST_X_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
	  } else if (io == 0) {
		  /*Configure GPIO pin Output Level */
		    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, SYS_RST_X_Pin, GPIO_PIN_RESET);
		  /*Configure GPIO pins : PCPin PCPin PCPin */
		    GPIO_InitStruct.Pin = SYS_RST_X_Pin;
		    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
		    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
		    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
		    HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
	  }
}

当我们传入参数1时，为input模式，传入参数为0时，为output模式。

PIC单片机
在这里插入图片描述
每个端口都有三个工作寄存器，这些寄存器是：

TRIS 寄存器（数据方向寄存器）
PORT寄存器（读取的引脚的电平设备）
LAT寄存器（输出锁存器）
在文档中对PORT寄存器和LAT寄存器的描述应该是一样的。上述相当于做出了区分和解释。
Writes to PORTA are actually written to corresponding LATA register. Reads from PORTA register is return of actual I/O pin values.