你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

STM32中GPIO的8种工作模式

[复制链接]
zero99 发布时间:2016-6-12 10:14
一、推挽输出
+ V  m8 q! X; R7 x( V" a4 m0 V

        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。

& m1 C  W- K' i  e
二、开漏输出1 [& ~4 g6 i' r% i# h. O

       输出端相当于三极管的集电极,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。

21.jpg
2 P( C% [2 ]3 [) s& H2 B! z% W4 g) Y& I" N7 w# i3 |: W* f" g

* g( j9 q2 _1 I  N三、浮空输入
" t& o6 X. l9 ~" r2 Z* E
$ A) H1 L; n3 P5 n5 q6 H
22.jpg
% n3 }+ D) j4 W$ x/ [& K1 h# Q  \& ~' `* K- p0 Y8 X% p9 N
对于浮空输入,一直没找到很权威的解释,只好从上图中去理解了。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。5 ~: c4 y# P+ F3 [9 `

, j& i2 ^" {% r3 h5 T四、上拉输入/下拉输入/模拟输入
0 q9 B2 Z. \' y5 I8 H这几个概念很好理解,从字面便能轻易读懂。' }4 C3 f1 y* A& X9 h0 H6 |

( c# x8 f! p  S/ x" X五、复用开漏输出、复用推挽输出
8 _1 `$ @1 j6 l. o5 X0 V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)。
- x3 J5 ~9 _2 D' Y- c  S" b, z6 l1 M2 m, Z$ O4 Q( R6 T
六、总结在STM32中选用IO模式
' z0 E1 ^# `6 g 1、浮空输入GPIO_IN_FLOATING ——浮空输入,可以做KEY识别,RX1;
' C0 R* x6 C8 {# E( ~8 X- i2、带上拉输入GPIO_IPU——IO内部上拉电阻输入;9 d' @7 @- D% c- U& ?0 v
3、带下拉输入GPIO_IPD—— IO内部下拉电阻输入;
: G, E! V6 z8 @: A% D' x  Q  e- [4、模拟输入GPIO_AIN ——应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电;
$ ]1 ^" d3 M/ [' N8 E, \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;# D* |' g( G' W5 U* [+ K0 @
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;
, ?( y+ o0 l) ^& [7 l  T: b7、复用功能的推挽输出GPIO_AF_PP ——片内外设功能(I2C的SCL,SDA);
& ?$ ]$ F4 |2 }4 d8、复用功能的开漏输出GPIO_AF_OD——片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)。  G0 B9 M5 @! F+ W
9 o6 [  o; b8 m' j) |; i
七、STM32设置实例
2 t! g3 @; _5 [# B- L# F1、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);# L4 X! F1 K; n
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。
* v; H0 ~3 F7 U8 q/ H* k) a! A$ c; I# z9 t
八、通常有5种方式使用某个引脚功能,它们的配置方式如下:# @' w" I' e6 x7 ^
1、作为普通GPIO输入:根据需要配置该引脚为浮空输入带弱上拉输入带弱下拉输入,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
# t- b: Z4 M8 b, o% B2、作为普通GPIO输出:根据需要配置该引脚为推挽输出开漏输出,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
' v2 k, i! O9 U4 h* g3、作为普通模拟输入:  配置该引脚为模拟输入模式,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
3 j' g( U  K3 O4 f" N3 [( V0 D6 C4、作为内置外设的输入:根据需要配置该引脚为浮空输入带弱上拉输入带弱下拉输入,同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。
7 x8 T" S. G6 A/ }9 S0 F; g5、作为内置外设的输出:根据需要配置该引脚为复用推挽输出复用开漏输出,同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。) ], U; i% V5 }) M
( ^1 h7 H0 u* O( \, o4 e! I) O
注意如果有多个复用功能模块对应同一个引脚,只能使能其中之一,其它模块保持非使能状态。比如要使用STM32F103VBT6的47、48脚的USART3功能,则需要配置47脚为复用推挽输出或复用开漏输出,配置48脚为某种输入模式,同时使能USART3并保持I2C2的非使能状态。如果要使用STM32F103VBT6的47脚作为TIM2_CH3,则需要对TIM2进行重映射,然后再按复用功能的方式配置对应引脚。(来自kevinhg的分享
4 G: `! l$ j  T
收藏 2 评论1 发布时间:2016-6-12 10:14

举报

1个回答
stary666 回答时间:2016-6-12 13:30:39
atmel.png
nxp.png
st.png

所属标签

相似分享

关于意法半导体
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新和工艺
招聘信息
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版