详解GPIO在STM32中的几种工作模式.doc

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1、详解GPIO在STM32中的几种工作模式详解GPIO在STM32中的几种工作模式　　　　一、推挽输出：可以输出高、低电平，连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源决定。　　推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。　　　　二、开漏输出：输出端相当于

2、三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行。适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强（一般20mA以内）。开漏形式的电路有以下几个特点：　　1、利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经上拉电阻、MOSFET到GND。IC内部仅需很小的栅极驱动电流。　　2、一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电

3、阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）　　3、开漏输出提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大;反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。　　4、可以将多个开漏输出连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系，即“线与”。可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为

4、逻辑0，相当于接地，与之并联的回路“相当于被一根导线短路”，所以外电路逻辑电平便为0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑1。　　关于推挽输出和开漏输出，最后用一幅最简单的图形来概括：该图中左边的便是推挽输出模式，其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止，而上面NPN三极管导通，输出电平VS+;当比较器输出低电平时则恰恰相反，PNP三极管导通，输出和地相连，为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式，需要接上拉。　　　　　　三、浮空输入：对于浮空输入，一直没找到很权威的解释，只好从以下图中去理解了　　　　由于浮空输入一般多用于外部按键输入，结合图上的输入

5、部分电路，我理解为浮空输入状态下，IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。　　四、上拉输入/下拉输入/模拟输入：这几个概念很好理解，从字面便能轻易读懂。　　五、复用开漏输出、复用推挽输出：可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）　　六、总结在STM32中选用IO模式　　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

6、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改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能　　6、推挽输出GPIO_OUT_PP——IO输出0-接GND，IO输出1-接VCC，读输入值是未知的　　7、复用功能的推挽输出GPIO_AF_PP——片内外设功能（I2C的SCL，SDA）　　8、复用功

7、能的开漏输出GPIO_AF_OD——片内外设功能（TX1，MOSI，MISO.SCK.SS）　　七、STM32设置实例：　　1、模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD，接上拉电阻，能够正确输出0和1;读值时先GPIO_SetBits（GPIOB，GPIO_Pin_0）;拉高，然后可以读IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit（GPIOB，GPIO_Pin_0）;　　2、如果是无上拉电阻，IO默认是高电平;需要读取IO的值，可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD;　　八、通常有5种方式使用某个引脚

8、功能，它们的配置方式如下：　　1、作为普通GPIO输入：根据需要配置该引脚为浮空