STM32GPIO输入输出

最新推荐文章于 2025-06-23 09:20:22 发布

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文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/hlbbcyc/article/details/147243103

一、GPIO简单介绍

引脚电平：0V~3.3V，部分引脚可容忍5V
•输出模式下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等
•输入模式下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等
基本结构
GPIO八种输入输出模式

二、模拟输入与数字输入的区别

模拟输入可以接收连续变化的信号，这些信号可以是电压或电流，其值在一定的范围内连续变化。
数字输入只能接收离散的信号，即高电平（通常表示为1）或低电平（通常表示为0）。
模拟输入的特点

         连续性：模拟信号是连续的，可以表示无限多的值。
        精度：模拟输入的精度较高，可以检测到微小的变化。
        噪声敏感：模拟信号容易受到噪声和干扰的影响。

4. 数字输入的特点

        离散性：数字信号是离散的，只有有限的状态（通常是两种）。
        抗干扰性：数字信号对噪声和干扰具有较强的免疫力。
        简单性：数字电路设计相对简单，易于实现和调试。

5.模拟输入与数字输入选择

        精度要求：如果应用对精度要求较高，如传感器测量，通常选择模拟输入。
        抗干扰性：在噪声环境或长距离传输中，数字输入可能更为可靠。
        系统复杂性：数字系统通常更简单，成本更低，而模拟系统可能需要更复杂的电路和更高的成本。
        兼容性：现代微处理器和计算机更易于处理数字信号，但许多传感器和现实世界信号都是模拟的，因此需要根据具体需求选择。

三、四种输入模式

浮空输入：没有明确的电平参考，浮空输入的电平状态是不确定的，可能会受到外部电磁干扰、静电或其他电路的影响。（一般不用浮空输入）
上拉输入：通过在输入引脚和正电源电压（如VCC）之间连接一个电阻，将输入引脚默认拉高到高电平的一种电路设计方法。这种设计通常用于数字电路中的GPIO（通用输入输出）引脚，以防止引脚处于浮空状态，从而提高电路的稳定性和可靠性。特点：默认高电平
下拉输入：通过在输入引脚和地（GND）之间连接一个电阻，将输入引脚默认拉低到低电平的一种电路设计方法。这种设计同样用于数字电路中的GPIO（通用输入输出）引脚，以防止引脚处于浮空状态，并确保在没有外部信号作用时输入引脚有一个确定的低电平状态。特点：默认低电平，防止浮空减少干扰，降低功耗，适用于数字电路与微控制器。
模拟输入：(GPIO)无效，引脚直接接入内部ADC.

四、四种输出模式

开漏输出：开漏输出只有一个晶体管（通常是N沟道MOSFET）连接到输出引脚和地（GND），而没有直接连接到正电源（VCC）的晶体管。特点：只能输出低电平，开漏输出可以主动驱动低电平（通过导通内部的N沟道MOSFET将引脚拉低到GND）。高电平由外部上拉电阻实现，当开漏输出需要表示高电平时，需要外部连接一个上拉电阻到正电源（VCC）。当内部的MOSFET关闭时，引脚通过上拉电阻被拉高到高电平。多路复用，多个开漏输出可以连接到同一条线上，形成“线与”逻辑。只要有一个输出为低电平，整个线就为低电平；只有所有输出都为高电平（即所有内部的MOSFET都关闭），线才被上拉电阻拉高到高电平。电压灵活性，由于高电平是由外部上拉电阻提供的，因此开漏输出可以适应不同的电源电压 levels，只要上拉电阻连接到相应的电源电压即可。电流驱动能力开漏输出通常可以提供较大的电流驱动能力，适合驱动负载如LED、继电器等。
推挽输出：数字电路中另一种常见的输出配置，与开漏输出不同，推挽输出能够主动驱动高电平和低电平。推挽输出通常包含一对互补的晶体管（一个N沟道MOSFET和一个P沟道MOSFET，或者一个NPN晶体管和一个PNP晶体管），它们分别用于驱动输出引脚到高电平和低电平。特点：抗干扰能力强，能够主动驱动两个电平。开漏特性，每个输出引脚只能驱动低电平，高电平状态由外部上拉电阻维持。节省引脚，通过共享信号线，可以减少所需的GPIO引脚数量。灵活性，可以通过软件或硬件控制来动态改变哪个开漏输出正在驱动信号线。冲突避免，需要确保在任何时刻只有一个开漏输出正在驱动信号线，以避免电平冲突。
复用开漏输出：是一种电路设计技术，其中多个开漏输出引脚共享同一条外部信号线。这种设计允许在不同的时间或基于特定的控制信号，选择性地使能或禁用这些开漏输出，从而在同一个物理线上传输多个不同的信号。特点：共享信号线，双向驱动：推挽输出可以主动驱动高电平和低电平，不需要外部上拉或下拉电阻。高驱动能力，由于使用了互补的晶体管对，推挽输出可以提供较强的电流驱动能力，适合驱动各种负载。快速切换：推挽输出可以在高电平和低电平之间快速切换，适合高速数字信号传输。确定的电平：推挽输出的高电平和低电平是确定的，不受外部电路影响。

复用推挽输出：是一种将多个推挽输出引脚共享同一条信号线的电路设计方式。这种设计允许在不同的时间或条件下，通过控制这些引脚来传输不同的信号或实现不同的功能。特点：共享信号线，多个推挽输出引脚可以连接到同一条信号线，通过时分复用或编码方式来区分不同的信号。强驱动能力，每个推挽输出都具有强大的高电平和低电平驱动能力，无需外部上拉或下拉电阻。节省引脚，通过共享信号线，可以减少所需的GPIO引脚数量，从而节省电路资源。高速传输，推挽输出支持高速信号传输，适用于需要快速数据交换的应用场景。冲突管理，需要确保在任何时刻只有一个推挽输出驱动信号线，以避免信号冲突。软件可控，通过软件可以灵活地控制每个推挽输出的状态，实现多种功能。

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"                  // Device header

/*控制Led闪烁*/
int main(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//启用外设时钟
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	//初始化结构体定义
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//选择GPIO推挽输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//选择数据端口位
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化
	
	while(1)
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//清楚数据
		Delay_ms(500);
		GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0);//设置数据端口位
		Delay_ms(500);

		GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_RESET);//清楚端口引脚
		Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_SET);//设置端口引脚
		Delay_ms(500);
				
		GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,(BitAction)0);
		Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,(BitAction)1);
		Delay_ms(500);

	}
}