stm32 gpio 工作方式及 mos管的认识

最新推荐文章于 2025-06-25 15:45:37 发布
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分类专栏： STM32学习之路 文章标签： STM32

参考博客，《STM32–GPIO结构，推挽、复用输出》, 一起来围观吧
【link】https://blog.youkuaiyun.com/Cecilia_li/article/details/78615459

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GPIO 寄存器的配置

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模式一 开漏输出
CPU 写寄存器来 输出1通过输出控制电路 N-MOS管处于关闭状态，输出电平不受MOS管影响，而受上下拉电阻的影响，所以IO口输出不一定为1；
输出为0，N-MOS管开启，把输出端电平拉低，所以输出为0；CPU读出来的就是0.在这里插入图片描述
模式二-------开漏复用输出
复用是通过 外设 来控制输入输出
其他与开漏输出一样

模式三----------推挽输出
推挽输出：输入1时，上方的 P-MOS 导通，下方的 N-MOS关闭，对外输出高电平；
输入0时，下方的 N-MOS 导通，上方的 P-MOS关闭，对外输出低电平。

模式四------推挽复用输出
复用是通过 外设 来控制输入输出
其他与推挽输出一样

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端口模式寄存器

1， GPIOx 是32为寄存器 每两位控制一个IO（32位控制一组16位IO）；
2，模式的设置
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端口输出类型寄存器

高16位保留，只用到低16位
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端口输出速度寄存器在这里插入图片描述在这里插入图片描述

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STM32工作笔记0040---认识MOS管
添柴程序猿的专栏
08-20 1205
技术交流QQ群【JAVA,C++,Python,.NET,BigData,AI】：170933152 是用来降压用的. MOS管一般又叫场效应管，与二极管和三极管不同，二极管只能通过正向电流，反向截止，不能控制，三极管通俗讲就是小电流放大成受控的大电流，MOS管是小电压控制电流的。 MOS管的输入电阻极大，兆欧级的，容易驱动，但是价格比三极管要高，一般适用于需要小电压控制大电流的情况，电磁炉里一般就是用的20A或者25A的场效应管。 拓展资料： MOS电容的特性能被用来形成MOS管。Gate，.
stm32 GPIO如何驱动NMOS
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07-16 2690
输入，上拉，高电平。
STM32的IO端口输入输出的模式
scottar的博客
09-09 2249
准备面试用的直接给出答案： 1、浮空输入GPIO_IN_FLOATING ——浮空输入，可以做KEY识别，RX1 2、带上拉输入GPIO_IPU——IO内部上拉电阻输入 3、带下拉输入GPIO_IPD—— IO内部下拉电阻输入 4、模拟输入GPIO_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电 5、开漏输出GPIO_OUT_OD ——IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路
【硬件】如何使用MOS管作为开关控制？如何看懂参数？如何MOS管选型？（从原理上分析）
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实现STM32对12路MOS管的精准控制
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06-25 928
STM32微控制器是由STMicroelectronics（意法半导体）推出的一系列32位ARM Cortex-M微控制器。它基于ARM的Cortex-M内核，针对性能、功耗以及易用性进行了优化。STM32系列因其高性能、高集成度和低成本而广泛应用于工业控制、医疗设备、消费类电子产品等多个领域。根据不同的性能需求和成本考虑，STM32提供了多种系列和型号，包括STM32F0、STM32F1、STM32F4等，这些系列支持不同特性的外设和不同数量的GPIO引脚。
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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，每组最多 16 个 IO 口，组数视芯片而定。
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/对GPIOx输出高电平//对GPIOX输出低电平//对指定GPIO端口进行设置，BitVal Bit_RESET:输出低电平，Bit_SET:输出高电平//对GPIOx所有端口进行设置//读取指定端口的数据//读取GPIOx的数据。
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MOS管也就是常说的场效应管（FET），有结型场效应管、绝缘栅型场效应管（又分为增强型和耗尽型场效应管）。也可以只分成两类P沟道和N沟道。 场效应管的作用主要有信号的转换、控制电路的通断，这里我们讲解的是MOS管作为开关管的使用。对于MOS管的选型，注意4个参数：漏源电压（D、S两端承受的电压）、工作电流（经过MOS管的电路）、开启电压（让MOS管导通的G、S电压）、工作频率（最大的开关频率）。下面我们看一下MOS管的引脚，如下图所示： 有3个引脚，分别为G（栅极）、S（源极）、D（漏极）。 在上图可以
MOS管驱动电路
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仅适用于NMOS低端驱动，因为NMOS导通的条件是：Vgs高于4V左右，5V的PWM波刚好满足要求（3.3V的低压单片机这里就有无法完全打开NMOS的风险，表现为MOS发热，或者负载两端电压过低）适用于NMOS低端驱动，单片机直接驱动MOS管的栅极时，电流不够，开关速度过慢，MOS管发热时，可以增加驱动电流，实现更快速的MOS管的开关。有点慢，高频闪烁来控制亮度的话，不太行，如果是控制电机正反转，低频启停用电器话，肯定是没问题的。NMOS管是漏极(D)流入电流，源极(S)流出电流，栅极(G)控制开关。
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STM32的GPIO原理及相关寄存器以及各种模式
AD硬件电路学习笔记（二）mos管开关电路学习总结
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在帮同学制作低功耗的stm32系统板的时候，采用了PMOS管控制OLED电源的开断，PB5引脚高电平关断，低电平接通两端电源。在画板子的时候，由于对PMOS的不熟悉，导致画错了，最后纠正了PCB，但是板子也只能飞线处理了，所以准备总结学习一下PMOS和NMOS的相关知识点。
STM32单片机部分电路设计分析
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左边的二极管为续流二极管，电机绕组转动呈感性，电感电流不会突变，因此若无二极管，下面的Pmos管可能会因为电压过大而被击穿。Water-level引脚检测电路的高低电平，此电路可巧妙设计液位检测传感器，水平，垂直都可，利用水导电短接电路。Pmos右下角的下拉电阻，在还没有配置好的时候下拉电阻10k，可以让不确定的信号变确定，因为内部有高阻抗。右边的二极管，为了在引脚给Pmos低电平时，快速释放电流，加快pwm速度。下拉电阻下面的电阻防止mos管关断时电容冲击内部电路。上面的电阻为限流电阻。
stm32 gpio 5种工作模式
05-15
### STM32 GPIO 的五种工作模式详解 STM32 微控制器的 GPIO（通用输入/输出）模块提供了多种灵活的工作模式，这些模式可以根据具体的应用需求进行配置。以下是详细的五种常见工作模式及其特点： #### 1. **输入浮空 (Input Floating)** 在这种模式下，GPIO 引脚既没有内部上拉也没有内部下拉电阻[^2]。这意味着引脚处于高阻态，其电平状态完全取决于外部信号源。如果没有任何外部信号连接到此引脚，则可能会因为电磁干扰而导致不确定的状态。 ```c // 配置 GPIO 为输入浮空模式 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; // 默认为浮空输入 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); ``` 这种模式适用于不需要默认状态的场景，但需要注意的是，在某些情况下可能需要额外增加硬件滤波来稳定信号[^4]。 --- #### 2. **输入上拉 (Input Pull-up)** 在此模式下，GPIO 引脚通过一个内置的弱上拉电阻被拉至高电平[^3]。如果没有其他外部信号作用于该引脚，默认状态下它将是逻辑 “1”。当外部设备将其接地时，可以检测到低电平信号。 ```c // 配置 GPIO 为输入上拉模式 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); ``` 这种方式常用于按键开关等简单接口设计中，能够有效减少误触的可能性。 --- #### 3. **输入下拉 (Input Pull-down)** 类似于输入上拉模式，只是这里使用了一个内部弱下拉电阻将引脚固定在低电平位置[^3]。因此，在无外界影响的情况下，默认读取到的是逻辑 “0”。 ```c // 配置 GPIO 为输入下拉模式 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); ``` 尽管上下拉都可以实现类似的控制目的，但在实际应用中通常更倾向于采用上拉方式，因为它能更好地兼容大多数传感器和执行器电路。 --- #### 4. **推挽输出 (Push-Pull Output)** 推挽输出是一种高效的驱动机制，利用一对互补工作的 MOSFET 来分别提供高电平和低电平输出[^5]。当设置为 HIGH 时，P-MOS 导通并将电压提升到接近 VDD；而 LOW 则让 N-MOS 工作从而把输出降到 GND 水平附近。这种方法支持较大的负载能力和较快的速度切换时间。 ```c // 配置 GPIO 为推挽输出模式 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // Push-pull mode GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 设置输出高低电平 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET); // 输出 HIGH HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET); // 输出 LOW ``` 值得注意的是，虽然理论上单个 IO 能够承受高达 25 mA 的电流[^4]，但从整体功耗考虑以及避免损坏器件的角度出发，应尽量避免长时间大功率运行。 --- #### 5. **开漏输出 (Open Drain Output)** 与推挽不同之处在于，开漏仅依靠单一类型的晶体管(N-MOS)完成操作——即只有在需要产生零伏特的时候才会激活相应元件[^5]。这就意味着除非另有安排(例如附加外部上拉网络)，否则无法主动生成正向供电等级(+Vcc)作为最终结果呈现出来。 ```c // 配置 GPIO 为开漏输出模式 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // Open-drain mode HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 外部需加上拉电阻才能正常工作 ``` 典型应用场景包括 I²C 总线通信或者 LED 显示屏矩阵扫描等功能块里头，它们往往依赖共享总线上多个节点协同作业特性达成目标效果。 --- ### 小结 以上就是关于 STM32 中五个主要 GPIO 运行形态的具体阐述说明。每一种都有各自独特的优势所在，并且针对特定场合下的表现各有千秋。合理选用合适的类型对于优化项目性能至关重要！
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