一、GPIO简介
, m+ Z3 x4 T" I+ lGPIO就是通用I/O(输入/输出)端口，是STM32可控制的引脚。
STM32芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来，可实现与外部通讯、控制外部硬件或者采集外部硬件数据的功能。

二、GPIO工作模式
7 h  p+ w3 q% y  R+ Y- T1. 四种输入模式
GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入模式
9 _) t; j2 l7 B) ~: OGPIO_Mode_IPU 上拉输入模式
% \9 ~$ h$ c# }' I& a& o; k( Y& `GPIO_Mode_IPD 下拉输入模式
, \. Q: v) {2 mGPIO_Mode_AIN 模拟输入模式
7 l& {6 u0 P  J8 z" X2. 四种输出模式
* ^+ e1 N; j8 W0 f+ KGPIO_Mode_Out_OD 开漏输出模式
GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出模式
1 S: \* _* l, S- i4 Y2 n& k$ T6 B2 YGPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出模式
GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出模式
: U% ]7 e- z7 C  }' S9 t6 L. n2 O2 f1 X三、GPIO工作原理解析
2 p3 S9 m- R, s1. I/O端口的基本结构框图

1 p; E" P. r: X

9 E1 J5 ^- P2 V  I$ U2. I/O端口的基本结构介绍
保护二极管
作用： 防止引脚外部输入过高和过低的电压，防止不正常电压引入芯片，导致芯片烧毁。
, y0 n/ c8 ~% j) {当引脚电压高于VDD时，上方的二极管导通。
: c. q$ I" n6 v5 x: t! a4 ~当引脚电压低于VSS时，下方的二极管导通。

9 ?% l$ R" P+ b8 x' \+ K上拉电阻和下拉电阻
作用： 控制引脚默认状态的电压。
/ n5 c* }6 i! z! [. e6 B- `7 O7 S开启上拉的时候，引脚默认电压为高电平。
开启下拉的时候，引脚默认电压为低电平。
9 Z. @( b' x0 F! E
TTL肖特基触发器
  I; ~# X8 A' Z, X* `: G& W: W& d/ ?TTL肖特基触发器其实可以理解为用肖特基管构成的施密特触发器。
  C7 L& l% P5 ^% z作用： 将相对缓慢变化的模拟信号变成矩形信号。
当输入电压高于正向阈值电压，输出为高。
当输入电压低于负向阈值电压，输出为低。
3 \7 C. p' \0 S
P-MOS管和N-MOS管
作用： 使得GPIO具有“推挽输出”和“开漏输出”的模式。
P-MOS管： MCU输出为 1 导通，低电平关闭。
% u3 {% Z; m6 {4 H* n8 ]N-MOS管： MCU输出为 0 导通，高电平关闭。

3. GPIO工作模式解析
浮空输入模式
浮空输入模式下，I/O端口的电平信号直接进入到输入数据寄存器。
$ y- ~( X+ V* d5 K! A1 s8 eMCU直接读取I/O口电平，I/O的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定。


9 \7 J. T! b& a( Z, I

2 O4 x; Y4 p! n: }
上拉输入模式
9 H0 t8 F& ^! Z上拉输入模式下， I/O端口的电平信号经过上拉电阻进入到输入数据寄存器。
8 q& n/ K& m4 z* O
  \9 \. ]* V: G* {2 w6 }* ~



7 @" w" l9 z. j( t2 ASTM32的内部上拉是"弱上拉"，即通过此上拉输出的电流是很弱的，如要求大电流还是需要外部上拉。

3 F( [; B% ]$ @. K下拉输入模式
6 n( e* S8 g# k, u  M下拉输入模式下， I/O端口的电平信号经过下拉电阻进入到输入数据寄存器。

5 c$ h0 t) r8 l! ?
- [$ x5 \. I2 R
6 r4 n) g# ?( z) |. {3 }: J6 D
% y7 G, J% h  ^5 D
  E% h8 H- ~2 y3 p1 M+ k# Q7 {3 L模拟输入模式
( ]$ \' n) i+ b+ u: P模拟输入模式下， I/O端口的电平信号不经过TTL肖特基触发器，直接进入ADC模块，并且输入数据寄存器为空 ，MCU不能在输入数据寄存器上读到引脚状态。
! Z8 u$ p9 ~  }1 N$ w  A* C: }在模拟输入模式下，上拉电阻和下拉电阻是不起作用的，即使配置上拉和下拉模式，也不会有作用。
/ q9 a. S8 Y! u


开漏输出模式
开漏输出模式下， P-MOS管不工作，只有N-MOS管工作，MCU只能控制输出低电平。
MCU输出低电平的时候，N-MOS管导通，I/O引脚输出低电平。
; _: ]7 w) \, T) |! w; @/ ?% FMCU输出高电平的时候，N-MOS管关闭，I/O引脚悬空状态。
( A5 u7 [) v# ~! @* V! ?7 m2 `

# K: @2 {! T' l* b+ J# e
推挽输出模式
推挽输出模式下， P-MOS管和N-MOS管都工作，MCU可以控制输出高电平和低电平。
1 H4 \, X+ z2 p) l" g% |2 r- r+ mMCU输出为 0 的时候，N-MOS管导通，I/O引脚输出低电平。
MCU输出为 1 的时候，P-MOS管导通，I/O引脚输出高电平。

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: o# S, Q3 x( j5 _8 r
复用开漏输出模式
复用开漏输出模式下， GPIO复用为其他外设，输出数据寄存器GPIOx_ODR无效， 输出的高低电平的来源于其它外设。
: E! f5 G% O' j3 ^" W& [1 i) Q: R% V( I

2 d1 F& d* m  r% a
复用推挽输出模式
复用推挽输出模式下， GPIO复用为其他外设，输出数据寄存器GPIOx_ODR无效， 输出的高低电平的来源于其它外设。
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