STM32_GPIO学习笔记1

1.GPIO 是什么？

  GPIO，全称为(通用输入输出端口)。

  GPIO是控制或者采集外部器件的信息的外设，可以由软件程序控制，用于输出或者输入高低电平或者模拟电压。

  GPIO可以与硬件进行数据交互，控制硬件工作（如LED、蜂鸣器等），读取硬件的工作状态信号（如中断信号）等。

2.GPIO类型

        根据上图可知，其电路图可分为上下两个部分，即输出驱动器和输入驱动器。而与其对应的电路出口/入口就对应了我们的8种工作模式:分为4种输入模式和4种输出模式。

1.1:推挽输出

  我们可以先将首图的输出驱动器中的P/N-MOS简化成开关，如下图所示：

 如上图所示，IO引脚外接了一个灯并接地，当我们想将此引脚置为高电平时，内部寄存器修改对应的数据，使得P-MOS接通，VDD输出3.3V电压。小灯亮起。电路示意图如下所示：

 如果我们想将此引脚置为低电平时，内部寄存器先修改对应数据，使得N-MOS接通，P-MOS断开，VSS接通，对外输出低电平。小灯熄灭。电路示意图如下所示：

1.2开漏输出 

        在开漏输出模式下，只有N-MOS工作，P-MOS保持断开，当我们需要将此引脚置为高电平时，N-MOS断开，整个引脚处于断路状态。电路不导通。

 而当我们将此引脚置为低电平时，N-MOS接通，此时小灯外部的5V电压输入至N-MOS的VSS，电路导通，小灯亮起。（注：正常引脚都是为3.3V容忍，使用5V电压需使用5V容忍引脚（查数据手册））。

 1.3 复用开漏/推挽输出

在单片机上，我们也会外接其他外设来控制引脚，而内部的寄存器控制跟外设控制会冲突，因此，在需要使用外设控制引脚时，使用复用输出模式避免与内部寄存器冲突。

1.4输入模式详解

        由于输入驱动器中模拟输入/复用功能输入/寄存器可以同时读取引脚状态，因此不存在复用模式，只有跟上/下拉电阻和数字/模拟信号相关的输入模式。

1. 其第一种便是浮空输入模式，将引脚设置为浮空输入模式后，其上/下拉电阻不导通，电流直接流向施密特(肖特基)触发器，并由此触发器判断其高/低电平。
2. 上拉输入模式：将引脚设置为上拉输入模式后，上拉电阻导通，电位上拉，当IO引脚输入低电平时，可以读取到低电平；相反当输入为高电平或无信号时，因为上拉电阻的作用可以读取到高电平。
3. 下拉输入模式：与上拉模式相反；将引脚设置为下拉输入模式后，下拉电阻导通，电位下拉，当IO引脚输入低电平或者无信号时，可以读取到低电平；相反当输入为高电平时，因为下拉电阻的阻值大，电流往触发器方向流动，所以可以读取到高电平。
4. 模拟输入模式：此时IO引脚输入的电流流向模拟输入，不经过触发器，从而读取到具体的电压值。