引言
STM32微控制器通用输入/输出引脚（GPIO）提供许多与应用框架内外部电路相连接的方
法。本应用笔记提供有关GPIO配置的基本信息，以及硬件和软件开发人员使用GPIO引脚优
2 i  ^( P3 _0 k' L化其STM32 32-bit ARM Cortex MCUs电源性能的指南。
" s4 [' j7 M9 p本应用笔记必须与www.st.com提供的相关STM32参考手册和数据表结合使用。
7 B6 w, g1 `- p' _0 a2 S# ]) ]
( }3 y8 m" \" M3 L
2 GPIO 主要特性
) q2 ?3 S4 r9 t; z! qSTM32 GPIO具备下列特性：
•
. l7 [! p0 S& w输出状态：推挽或开漏 + 上拉/下拉，取决于GPIOx_mode、GPIOx_OTYPER、和
GPIOx_PUPDR寄存器设置
•
从输出数据寄存器GPIOx_ODR或外设（复用功能输出）输出数据
•
  `( J" \- W  K# i/ N. C可为每个I/O（GPIOx_OSPEEDR）选择不同的速度
•
输入状态：浮动、上拉/下拉、模拟量，取决于GPIOx_MODER、GPIOx_PUPDR和
2 D5 F2 K2 j) H1 c4 ?GPIOx_ASCR寄存器设置
: i1 k! l- V6 E/ V, \- V•
将数据输入到输入数据寄存器（GPIOx_IDR）或外设（复用功能输入）
# e" ]  d7 j5 c' [* p+ A•
2 C# F& z: |4 k8 s置位和复位寄存器（GPIOx_ BSRR），对 GPIOx_ODR 具有按位写权限
•
# L8 ~. A; y# z* W8 t$ j8 Q0 x- C锁定机制（GPIOx_LCKR），可冻结 I/O 端口配置
2 b0 {& @  Z; k  s6 `•
模拟功能选择寄存器（GPIOx_MODER和GPIOx_ASCR）
5 S9 X3 q7 i, E3 Z' ]  {! n* [, r•
复用功能选择寄存器（GPIOx_MODER，GPIOx_AFRL，和GPIOx_AFRH）
, u2 L% r% w' U4 h& |' Q•
快速翻转，每次翻转最快只需要两个时钟周期
•
5 f. w& s' |6 @( i# `+ {引脚复用非常灵活，允许将 I/O 引脚用作 GPIO 或多种外设功能中的一种GPIO功能说明
AN4899
0 W- b% A) Q4 x7 Z$ q6 {  \8/31 DocID029601 Rev 1 [English Rev 1]
3 GPIO功能说明
STM32 GPIO可用于各种配置。每个GPIO引脚都可以通过软件在以下任何模式下单独配置：
! n1 X9 g: `8 {. V( J. m8 |7 j•
输入浮空
1 h( @: ~! D9 J# K6 S•
输入上拉
7 I( Y' W! N7 T" g: d- o) _•
输入下拉
•
模拟
% a/ F# W2 n  \$ m* e# M•
, B- Y' o- K4 u( [% {9 j0 f+ Q具有上拉或下拉功能的开漏输出
•
具有上拉或下拉功能的推挽输出
- q3 _0 C0 Y/ o: u% {•
5 M! B8 l9 v' R具有上拉或下拉功能的复用功能推挽
•
具有上拉或下拉功能的复用功能开漏
' h8 B( N# W. Z3 U: A) j5 N0 x3.1 GPIO缩写
STM32器件范围内有多种GPIO结构可供使用。每个结构都与选项列表相关联。
3 }# d0 s. I* A; q表 1总结了适用于STM32产品的GPIO定义和缩写
) @9 ]( W- J; y/ J; D, ]
' ]( n5 _: ]( \, k' r例如，以下描述涉及STM32数据表中的GPIO：
PB1 I/O FT表示：
– PB1 I/O引脚：端口B位1输入/输出
– FT：5 V 容限
7 c) r$ ^9 q* Q2 ]0 u$ B在开始电路板设计之前，请务必参考STM32产品的数据表或STM32CubeMX工具，以检查与目
标应用程序一致的GPIO可用性。
请参阅www.st.com/stm32上有关软件开发工具的部分。
表1. GPIO结构列表
名称
3 V$ D" r& c% ~2 r4 f, j9 `6 z缩写 定义
引脚类型
+ k0 v4 |6 e7 ^  \( |/ S. AS
电源引脚
$ r- B2 R  I7 m1 ]- x( J1 r; MI
) t1 W, u# F1 m1 W仅输入引脚
I/O
" C+ o, y3 {5 ?4 {$ k# B输入/输出引脚
I/O 结构
8 n. F1 L7 b" `% ^$ i' |FT(1)
五伏容限I/O引脚
TT(1)
三伏容限I/O引脚
$ Q% V; g2 K* [3 G2 f2 }- q, a% `TC
1 Y' a+ w  Y5 e! O) c三伏输入输出引脚（标准3.3 V I/O）
) ]% h/ {) b7 l1 \+ p6 |& \B
专用BOOT引脚
; o& p+ ^2 l1 o5 X$ M- l% a' f" iRST
* z+ B  A4 b. `配有内置弱上拉电阻的双向复位引脚
引脚功能
5 h' X2 m% _; x1 _2 H' U复用功能 通过GPIOx_AFR寄存器选择的功能
4 x: a4 P1 P/ U+ T9 a- U" g其他功能 通过外设寄存器直接选择和启用的功能
0 m0 S. P  d: b# f1 U, Q$ R( K8 @5 T1. FT和TT I/O的选项取决于具体器件。用户必须参考数据表中的定义。DocID029601 Rev 1 [English Rev 1] 9/31
AN4899
GPIO功能说明
+ ~! q: v' H  n8 |' Z3 l3 m/ m. i2 D30
3.2 GPIO等效原理图
6 v7 k0 S- x" M2 i& K( c9 o; aSTM32产品集成了三个主要的GPIO基本结构：
2 u' k4 m. X9 K( _6 u4 s& u•
8 G9 g0 [7 v: ?  ^9 H3 T0 M/ X" g3 c, |三伏兼容（缩写为TC）。
. G7 U7 a5 K! C1 q图 1给出了等效的GPIO图结构。
•
# A6 m" X+ S5 b, t9 m三伏容限（缩写为TT）。
•
五伏容限（缩写为FT）
* r+ y; T9 w; n0 F# U图 2给出了TT或FT等效的GPIO图结构。
, _. x5 F9 E6 j: y注： 在图 1和图 2中，虚线框中的模拟开关是可选的。它的存在取决于要选用的STM32产品。有
关详细信息，请参见产品数据手册。
在图 1和图 2中，VDD供电可根据STM32产品选用VDD或者VDDIO2。有关详细信息，请参见产
品数据手册。
图1. 三伏兼容的GPIO结构（TC）
注： 模拟域中的寄生二极管连接到VDDA并且不能用作保护二极管。
在一些数据表和参考手册中称为VDD_FT的电压电平在ESD保护块内部。
5 y' Y3 y5 B$ l( ]$ F4 ]) rMSv46872V1
VDD
! K: S7 N# p2 X9 J- y" D" EI/Oᕋ㝐
1 u9 R/ C9 N7 K2 wVSS
VDD
PMOS
8 i4 r9 {7 C" xNMOS
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, Y$ X3 y4 \- h; J䗉࠰㕉ߨಞ
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VSS
8 B- S" ~& ?) Y2 V1 R' P) \, @. S7 I࠰㜳䗉ࣕ⭞གྷ
4 c/ ?( ]! D" ?" vགྷ⭞ࣕ㜳䗉ޛ
VSS
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VDD
( f2 \% w" n* B4 m5 s2 p" C  Vᮦᆍ
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ESD
ؓᣚGPIO功能说明
1 K4 `9 p" O6 GAN4899
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  r1 _* E7 l2 n5 T3 I图2. 三伏或五伏容限GPIO结构（TT或FT）
注： 模拟域中的寄生二极管连接到VDDA并且不能用作保护二极管。
* l  s4 X5 U/ Z. W# O; V在一些数据表和参考手册中称为VDD_FT的电压电平在ESD保护块内部。
, J2 j, T0 y4 J/ T# b/ k, p! T5 k选择模拟选项后，由于引脚提供VDDA，FT I/O不再具有五伏容限。
; t9 w3 ^# Z! a6 ]  S注意：
9 s# Q9 x7 K$ {& b; I) t3 aTT或FT GPIO引脚没有内部保护二极管连接到电源（VDD）。过电压没有物理限制。因此，对
于需要限制电压阈值的应用，建议将外部二极管连接到VDD。