STM32之GPIO八种模式图解

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已于 2025-03-08 11:29:02 修改

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文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机

于 2025-02-23 21:46:38 首次发布

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在这里插入图片描述
具体可以分为
又可以以输入输出分为

保护二极管的工作原理
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如果电压在0到3.3V之间，那么两个二极管均不会导通。此时内部电路正常工作。
施密特触发器的工作原理

模拟输入连接ADC上，接收模拟量，即外部信号连续变化，接收模拟量。
复用输入用于GPIO的某些复用功能，比如串口的输入，接收数字量。
通过输入数据寄存器可以读取io口的输入值。
数字部分可以由输出数据寄存器和片上外设控制，位设置清除寄存器可以用来单独操作输出寄存器的某一位，而其他位不受影响，因为输出数据寄存器同时控制16个单口，并且只能整体读写，所以需要位设置清除寄存器来读写某一位。
在这里插入图片描述
如上图，N—MOS，P—MOS。通过我们给的信号来控制开关的导通和关闭。开关负责将IO口接到VDD或者VSS，在这里有三种输出方式，推挽，开漏或者关闭。
推挽模式：N—MOS，P—MOS都有效，数据寄存器为1时，上导通，下断开，输出高电平，反之输出低电平
也叫强推输出模式，STM32对IO口有绝对的控制权。
开漏模式：N—MOS工作，P—MOS无效，数据寄存器为1时，下管断开，这是输出相当于断开，也就是高阻模式，数据寄存器为0时，下管导通，输出直接接到VSS，也就是输出低电平。这种模式下，只有低电平有驱动能力，高电平没有驱动能力。开漏模式可以作为通信协议的驱动方式，比如i2C的通信引脚就是使用的开漏模式，在多机通信的模式下，这个模式可以避免各个设备的相互干扰，另外开漏模式还可以用来输出5V的电平信号，在IO口外接一个上拉到5V的电阻，当输出低电平时，有内部的N—MOS直接接VSS，当输出高电平时，由外部的上拉电阻上拉到5V，这样就可以输出5V的电平信号，兼容5V的设备，注意，此时N—MOS，P—MOS都无效。
关闭模式，就是当引脚配置为输入模式的时候，此时N—MOS，P—MOS都无效。![在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/e80838fee59c4994b3a46d6a3466a449.png#pic_cent
如上图，在输入模式下，输出驱动器是断开的，端口只能输入不能输出，此处VDD经过特殊处理。容忍5V，与VDD不同。

如上图，GPIO无效，引脚直接接入内部ADC。

在这里插入图片描述
如上图在输出模式下，输入模式是有效的。推挽输出，开漏输出

在这里插入图片描述如上图，复用开漏输出，复用推挽输出。此时输出由片上外设控制，输入部分是有效的，可接收电平信号，输入部分可以读取引脚的输入电平。
在这8个模式中，只有模拟输入会关闭数字的输入功能，其他模式所有的输入都是有效的。

在这里插入图片描述

/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟，使用外设必须开启
				
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;					//定义结构体变量
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;		//GPIO模式，赋值为推挽输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;				//GPIO引脚，赋值为第0号引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		//GPIO速度，赋值为50MHz

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//传递给GPIO_Init函数

总结：GPIO的配置首先需要开启时钟，同时参数由引脚号，工作模式和输出输入速度组成，配置完这些参数后传递给结构体初始化函数来完成GPIO的初始化，结构体初始化函数会把这些参数传递到相应的寄存器保存下来。以备后用。同时位置设置寄存器，输出数据寄存器，输入数据寄存器负责数据的读出和写入。