STM32学习笔记——GPIO的八种工作模式

前言stm32单片机的GPIO一共有8种工作模式4种输出模式4种输入模式。分别是通用推挽输出通用开漏输出复用推挽输出复用开漏输出上拉输入下拉输入悬空输入模拟输入。输出工作模式GPIO的四种工作模式可以再次分成具体如何分析推挽开漏复用通用需要从stm32IO口的结构来分析输出部分的电路可以直接简化成下图推挽模式当从输出数据寄存器读取到1的时候P—MOS管导通N—MOS管截止IO口输出1当从输出数据寄存器读取到0的时候N—MOS管导通P—MOS管截止IO口输出0。开漏模式P—MOS管始终截止。当从输出数据寄存器读取到1的时候P—MOS管截止N—MOS管截止IO口成高阻状态当从输出数据寄存器读取到0的时候N—MOS管导通P—MOS管截止IO口输出0。通用模式和复用模式通用模式CPU直接向寄存器写入数据。复用模式单片机上的其他外设来向寄存器写入数据。最大输出速度四种输出模式的代码配置示例下面以 STM32 标准外设库为例演示如何将 GPIO 配置为推挽输出、开漏输出、复用推挽输出和复用开漏输出四种模式。初始化时先开启 GPIO 所在端口的时钟再调用 GPIO_Init 函数完成配置。/* 开启 GPIOA 和 GPIOB 时钟 */ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /* 1. 推挽输出驱动 LED、蜂鸣器等需要强驱动能力的负载 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); /* 2. 开漏输出I2C 总线、电平转换、多设备共享总线等场景 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_OD; // 开漏输出 GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); /* 3. 复用推挽输出USART、SPI、定时器 PWM 等外设输出引脚 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出 GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); /* 4. 复用开漏输出I2C 外设引脚、需要开漏驱动的复用功能 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_OD; // 复用开漏输出 GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure);实际使用时应根据负载类型和外设需求选择合适的输出模式驱动 LED、蜂鸣器等普通负载常用推挽输出I2C 总线或需要电平转换时使用开漏输出并外接上拉电阻USART、SPI、PWM 等外设信号输出使用复用推挽输出I2C 外设引脚则使用复用开漏输出。输入工作模式输入模式的简化电路图输入上拉电路中接入上拉电阻当GPIO口的状态是1的时候输入数据寄存器也是1GPIO口的状态是0的时候输入数据寄存器也是0当GPIO口悬空的时候输入数据寄存器默认值为1。上拉的意思主要是在GPIO口悬空的时候写入寄存器的默认值是1还是0。输入下拉电路中接入下拉电阻当GPIO口的状态是1的时候输入数据寄存器也是1GPIO口的状态是0的时候输入数据寄存器也是0当GPIO口悬空的时候输入数据寄存器默认值为0。输入浮空电路中不接入如何电阻当GPIO口的状态是1的时候输入数据寄存器也是1GPIO口的状态是0的时候输入数据寄存器也是0当GPIO口悬空的时候输入数据寄存器也悬空。模拟模式后续用到补充四种输入模式的代码配置示例下面以 STM32 标准外设库为例演示如何将 GPIO 配置为上拉输入、下拉输入、浮空输入和模拟输入四种模式。初始化时先开启 GPIO 所在端口的时钟再调用 GPIO_Init 函数完成配置。/* 开启 GPIOA 和 GPIOC 时钟 */ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /* 1. 上拉输入按键检测、读取开关状态等场景悬空时默认读到高电平 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_0; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); /* 2. 下拉输入读取需要默认低电平的传感器信号悬空时默认读到低电平 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IPD; // 下拉输入 GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); /* 3. 浮空输入外部已接上拉/下拉电阻或由外部电路确定电平的场景 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 浮空输入 GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure); /* 4. 模拟输入ADC 采样、比较器等模拟信号采集场景 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AIN; // 模拟输入 GPIO_Init(GPIOA, GPIO_InitStructure);实际使用时应根据外部电路和应用需求选择合适的输入模式按键或开关检测常用上拉输入需要默认低电平的信号可用下拉输入外部电路已确定电平或使用开漏输出驱动时选择浮空输入采集电压、电流等模拟量时必须使用模拟输入模式。驱动GPIO口步骤开启时钟—初始化—写入数据或者读取数据。初始化是选择io口号工作模式输出速度。再调用初始化函数。PA1端口接按键实现当按键按下的时候PA0口的LED亮松开的时候LED灭。代码#include stm32f10x.h int main() { //开启时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //初始化PA0 GPIO_InitTypeDef Init_Struct {0}; Init_Struct.GPIO_Pin GPIO_Pin_0; Init_Struct.GPIO_Speed GPIO_Speed_2MHz; Init_Struct.GPIO_Mode GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_Init(GPIOA,Init_Struct); //初始化PA1选择输入上拉当按键为按下的时候输入1按下的时候输入0 Init_Struct.GPIO_Pin GPIO_Pin_1; Init_Struct.GPIO_Mode GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIOA,Init_Struct); while(1) { if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) Bit_RESET)//按下的时候点亮led { GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_SET); } else //松开的时候led灭 { GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_0,Bit_RESET); } } return 0; }