STM32的GPIO介紹 STM32引腳說(shuō)明 GPIO是通用輸入/輸出端口的簡(jiǎn)稱(chēng)，是STM32可控制的引腳。GPIO的引腳與外部硬件設(shè)備連接，可實(shí)現(xiàn)與外部通訊、控制外部硬件或者采集外部硬件數(shù)據(jù)的功能。 STM32F103ZET6芯片為144腳芯片，包括7個(gè)通用目的的輸入/輸出口（GPIO）組，分別為GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD、GPIOE、GPIOF、GPIOG，同時(shí)每組GPIO口組有16個(gè)GPIO口。通常簡(jiǎn)略稱(chēng)為PAx、PBx、PCx、PDx、PEx、PFx、PGx，其中x為0-15。 STM32的大部分引腳除了當(dāng)GPIO使用之外，還可以復(fù)用位外設(shè)功能引腳（比如串口），這部分在【STM32】STM32端口復(fù)用和重映射（AFIO輔助功能時(shí)鐘） 中有詳細(xì)的介紹。 GPIO基本結(jié)構(gòu) 每個(gè)GPIO內(nèi)部都有這樣的一個(gè)電路結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)在本文下面會(huì)具體介紹。 這邊的電路圖稍微提一下： 保護(hù)二極管：IO引腳上下兩邊兩個(gè)二極管用于防止引腳外部過(guò)高、過(guò)低的電壓輸入。當(dāng)引腳電壓高于VDD時(shí)，上方的二極管導(dǎo)通；當(dāng)引腳電壓低于VSS時(shí)，下方的二極管導(dǎo)通，防止不正常電壓引入芯片導(dǎo)致芯片燒毀。但是盡管如此，還是不能直接外接大功率器件，須加大功率及隔離電路驅(qū)動(dòng)，防止燒壞芯片或者外接器件無(wú)法正常工作。 P-MOS管和N-MOS管：由P-MOS管和N-MOS管組成的單元電路使得GPIO具有“推挽輸出”和“開(kāi)漏輸出”的模式。這里的電路會(huì)在下面很詳細(xì)地分析到。 TTL肖特基觸發(fā)器：信號(hào)經(jīng)過(guò)觸發(fā)器后，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為0和1的數(shù)字信號(hào)。但是，當(dāng)GPIO引腳作為ADC采集電壓的輸入通道時(shí)，用其“模擬輸入”功能，此時(shí)信號(hào)不再經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行TTL電平轉(zhuǎn)換。ADC外設(shè)要采集到的原始的模擬信號(hào)。 這里需要注意的是，在查看《STM32中文參考手冊(cè)V10》中的GPIO的表格時(shí)，會(huì)看到有“FT”一列，這代表著這個(gè)GPIO口時(shí)兼容3.3V和5V的；如果沒(méi)有標(biāo)注“FT”，就代表著不兼容5V。 STM32的GPIO工作方式 GPIO支持4種輸入模式（浮空輸入、上拉輸入、下拉輸入、模擬輸入）和4種輸出模式（開(kāi)漏輸出、開(kāi)漏復(fù)用輸出、推挽輸出、推挽復(fù)用輸出）。同時(shí)，GPIO還支持三種最大翻轉(zhuǎn)速度（2MHz、10MHz、50MHz）。 每個(gè)I/O口可以自由編程，但I(xiàn)/O口寄存器必須按32位字被訪(fǎng)問(wèn)。 GPIO_Mode_AIN 模擬輸入 GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入 GPIO_Mode_IPD 下拉輸入 GPIO_Mode_IPU 上拉輸入 GPIO_Mode_Out_OD 開(kāi)漏輸出 GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出 GPIO_Mode_AF_OD 復(fù)用開(kāi)漏輸出 GPIO_Mode_AF_PP 復(fù)用推挽輸出 下面將具體介紹GPIO的這八種工作方式： 浮空輸入模式 浮空輸入模式下，I/O端口的電平信號(hào)直接進(jìn)入輸入數(shù)據(jù)寄存器。也就是說(shuō)，I/O的電平狀態(tài)是不確定的，完全由外部輸入決定；如果在該引腳懸空（在無(wú)信號(hào)輸入）的情況下，讀取該端口的電平是不確定的。 上拉輸入模式 上拉輸入模式下，I/O端口的電平信號(hào)直接進(jìn)入輸入數(shù)據(jù)寄存器。但是在I/O端口懸空（在無(wú)信號(hào)輸入）的情況下，輸入端的電平可以保持在高電平；并且在I/O端口輸入為低電平的時(shí)候，輸入端的電平也還是低電平。 下拉輸入模式 下拉輸入模式下，I/O端口的電平信號(hào)直接進(jìn)入輸入數(shù)據(jù)寄存器。但是在I/O端口懸空（在無(wú)信號(hào)輸入）的情況下，輸入端的電平可以保持在低電平；并且在I/O端口輸入為高電平的時(shí)候，輸入端的電平也還是高電平。 模擬輸入模式 模擬輸入模式下，I/O端口的模擬信號(hào)（電壓信號(hào)，而非電平信號(hào)）直接模擬輸入到片上外設(shè)模塊，比如ADC模塊等等。 開(kāi)漏輸出模式 開(kāi)漏輸出模式下，通過(guò)設(shè)置位設(shè)置/清除寄存器或者輸出數(shù)據(jù)寄存器的值，途經(jīng)N-MOS管，最終輸出到I/O端口。這里要注意N-MOS管，當(dāng)設(shè)置輸出的值為高電平的時(shí)候，N-MOS管處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)I/O端口的電平就不會(huì)由輸出的高低電平?jīng)Q定，而是由I/O端口外部的上拉或者下拉決定；當(dāng)設(shè)置輸出的值為低電平的時(shí)候，N-MOS管處于開(kāi)啟狀態(tài)，此時(shí)I/O端口的電平就是低電平。同時(shí)，I/O端口的電平也可以通過(guò)輸入電路進(jìn)行讀取；注意，I/O端口的電平不一定是輸出的電平。 開(kāi)漏復(fù)用輸出模式