4_时钟与GPIO_韦老师物联网课

单片机时钟

● 现代计算机系统中必定有时钟
● 高级的单片机系统中，存在不同频率的时钟

STM32 时钟树

● ①HSI（ 内部高速时钟）
● ②HSE（外部高速时钟）
● ③LSE（外部低速时钟）
● ④LSI（内部低速时钟）为时钟源
● ⑥系统时钟SYSCLK最高为72MHz
● ⑦高速接口总线AHB由⑥SYSCLK系统时钟分频得到，最高是系统时钟的72MHz。
● ⑧外设总线APB1和⑨外设总线APB2，来源于⑦高速接口总线AHB， APB1的输出时钟最高是36MHz， APB2的输出时钟最高是72MHz。
● ⑩RTCCLK（实时时钟）的时钟源也有三个，分别是②外部高速时钟HSE的128倍分频（黄色）、③外
部低速时钟LSE的32.768kHz（蓝色）、④内部低速时钟LSI的40kHz（橙色）。
● ⑪ IWDGCLK（独立看门狗）的时钟来源于④内部低速时钟LSI的40kHz（橙色）。

STM32 的 GPIO

● GPIO 支持8种工作模式

输出模式：

■ 推挽输出（ Push-Pull， PP） 

• 推挽模式，让“输出控制”变为了VDD/Vss输出，使得输出电流增大，提高了输出引脚的驱动能力，提高了电路的负载能力和开关的动作速度。

■ 开漏输出（ Open-Drain， OD） 

• 灰色框的P-MOS管看作不存在。即该模式下只能输出低电平，若要输出高电平，则需要外接电阻，所接的电阻称为上拉电阻，此时输出电平取决于此时上拉电阻的外部电源电压情况，如图 8.1.2 中蓝色框的外部电路。
  

■ 复用推挽输出

● GPIO引脚除了作为通用输入/输出引脚使用外，还可以作为片上外设（ USART、 I2C、 SPI等）专用引脚，即一个引脚可以有多种用途，但同一时刻一个引脚只能使用复用功能中的一个 。
● 当引脚设置为复用功能时，可选择复用推挽输出模式或复用开漏输出模式。

■ 复用开漏输出

● 在设置为复用开漏输出模式时，需要外接上拉电阻 。

输入模式：

■ 上拉输入

如图 8.1.1 中②所示， VDD经过开关、上拉电阻，连接外部I/O引脚。当开关闭合， 外部I/O无输入信号时，默认输入高电平。该模式的典型应用就是外接按键，当没有按键按下时候， MCU的引脚为确定的高电平，当按键按下时候，引脚电平被拉为低电平。

■ 下拉输入

如图 8.1.1 中②所示， Vss经过开关、下拉电阻，连接外部I/O引脚。当开关闭合，外部I/O无输入信号时，默认输入低电平。

■ 浮空输入

• 如图 8.1.1 中②所示，两个上/下拉电阻开关均断开，既无上拉也无下拉， I/O引脚直接连接TTL肖特基触发器，此时I/O引脚浮空，读取的电平是不确定的，外部信号是什么电平， MCU引脚就输入什么电平
• MCU复位上电后，默认为浮空输入模式。

■ 模拟输入

• 如图 8.1.1 中②所示，两个上/下拉电阻开关均断开，同时TTL肖特基触发器开关也断开，引脚信号直接连接模拟输入，实现对外部信号的采集 。