【STM32~No.3】STM32 GPIO点灯 蜂鸣器 按键

一 GPIO介绍：

GPIO 是通用输入输出端口的简称，

简单来说就是 STM32 可控制的引脚，STM32 芯片
的 GPIO 引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。

STM32 芯片的 GPIO 被分成很多组，每组有 16 个引脚。

如型号为 STM32F4IGT6 型号的芯片有 GPIOA、GPIOB、GPIOC 至 GPIOI 共 9 组 GPIO，芯片一共 176 个引脚，其中 GPIO
就占了一大部分，所有的 GPIO 引脚都有基本的输入输出功能。

二基本的输出功能:

由 STM32 控制引脚输出高、低电平，实现开关控制，如把 GPIO
引脚接入到 LED 灯，那就可以控制 LED 灯的亮灭，引脚接入到继电器或三极管，那就可
以通过继电器或三极管控制外部大功率电路的通断。

三GPIO基本结构：

（1）. 保护二极管及上、下拉电阻

保护二极管：

引脚的两保护个二级管可以防止引脚外部过高或过低的电压输入，当引脚电压高于
VDD_FT时，上方的二极管导通，当引脚电压低于 VSS时，下方的二极管导通，防止不正常
电压引入芯片导致芯片烧毁。（正向导通，反向截止）。

上拉、下拉电阻

GPIO口通常有3种模式， 高电平 低3电平 高阻态（断开或者浮空状态），上拉下拉作用就是防止输入端在悬空状态，使其有确定状态，减少外部对芯片的干扰。上拉时引脚为高电平下拉时为低电平

（2）P-MOS 管和 N-MOS 管

图中：GPIO 引脚线路经过上、下拉电阻结构后，向上流向“输入模式”结构，向下流向“输
出模式”结构。线路经过一个由 P-MOS 和 N-MOS 管组成的单元电路。
这个结构使 GPIO 具有了“推挽输出”和“开漏输出”两种模式

工作过程：

推挽输出模式

该结构中输入高电平时，上方的 P-MOS 导通，下方的 N-MOS 关闭，对外输出高电平；而在该结构中输
入低电平时，N-MOS 管导通，P-MOS 关闭，对外输出低电平。当引脚高低电平切换时，
两个管子轮流导通，一个负责灌电流，一个负责拉电流，使其负载能力和开关速度都比普
通的方式有很大的提高。

开漏输出模式

上方的 P-MOS 管完全不工作。如果我们控制输出为 0，低电平，
则 P-MOS 管关闭，N-MOS 管导通，使输出接地，若控制输出为 1 (它无法直接输出高电平)
时，则 P-MOS 管和 N-MOS 管都关闭，所以引脚既不输出高电平，也不输出低电平，为高
阻态。为正常使用时必须接上拉电阻(可用 STM32 的内部上拉，但建议在 STM32 外部再接
一个上拉电阻。

注意：只有当所有引脚都输出高阻态，才由上拉电阻提供高电平，
           此高电平的电压为外部上拉电阻所接的电源的电压。若其中一个引脚为低电平，那线路就
           相当于短路接地，使得整条线路都为低电平，0 伏。

应用领域：推挽输出模式一般应用在输出电平为 0 和 3.3 伏而且需要高速切换开关状态的场合。

                  开漏输出一般应用在 I2C、SMBUS 通讯等需要“线与”功能的总线电路中。除此之外，
还用在电平