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
化其STM32 32-bit ARM Cortex MCUs电源性能的指南。
- `  C/ ?9 J) d  U/ S  W% S* n/ R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。
* `% C% P5 X, ^# I

- }; J1 j: V9 }6 v0 M" G; C( G2 GPIO 主要特性
STM32 GPIO具备下列特性：
3 z( m6 C  w& H( ]# V# T' Y•
  p: |) x- U+ Y/ [" c输出状态：推挽或开漏 + 上拉/下拉，取决于GPIOx_mode、GPIOx_OTYPER、和
4 p/ U  ~/ \& i: J4 GGPIOx_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
•
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
GPIOx_ASCR寄存器设置
8 \% S/ i" ^9 z+ D•
将数据输入到输入数据寄存器（GPIOx_IDR）或外设（复用功能输入）
•
0 a2 g5 b: Y8 ?. l' h/ m( H置位和复位寄存器（GPIOx_ BSRR），对 GPIOx_ODR 具有按位写权限
•
3 E0 D/ \; ^, [7 x: E锁定机制（GPIOx_LCKR），可冻结 I/O 端口配置
+ r1 ~5 [0 j$ }' e5 ~" s; U•
模拟功能选择寄存器（GPIOx_MODER和GPIOx_ASCR）
•
复用功能选择寄存器（GPIOx_MODER，GPIOx_AFRL，和GPIOx_AFRH）
; ~' w, S; F* M•
快速翻转，每次翻转最快只需要两个时钟周期
•
" q, U8 j) e0 V" {; t& K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
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3 GPIO功能说明
  y8 A- m7 E# f7 T' ?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：
•
输入浮空
0 ]; e3 A" H5 o* l0 z# j•
输入上拉
% v3 T! M2 }7 x5 B! I•
1 v* Q7 k/ m  u( G$ q. L, |7 i输入下拉
# u2 |, P$ R" U( R( ]•
模拟
! W8 e8 [3 _" n  T. O; m& w  {•
7 o% O6 ?% E5 i5 ]具有上拉或下拉功能的开漏输出
•
& U' q1 I3 Q7 }3 v' x具有上拉或下拉功能的推挽输出
6 i5 F7 c) r: W( ^1 [' v•
- M( X8 z* A/ U0 e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
3.1 GPIO缩写
- y& {' i: j# d/ ]8 vSTM32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。
; i- L9 `. Z$ I3 ~% O, R表 1总结了适用于STM32产品的GPIO定义和缩写
2 G( \( c8 u0 w5 v0 G$ p' U
例如，以下描述涉及STM32数据表中的GPIO：
PB1 I/O FT表示：
( b* X2 D* v: r- l- @" ?% u- Q+ y– PB1 I/O引脚：端口B位1输入/输出
– FT：5 V 容限
9 `. s" D- U- @: I  b& J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
( Y6 y9 x1 N1 d, n. R9 K9 W标应用程序一致的GPIO可用性。
  n- [- ~8 c$ a; [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
; `( E7 p" u* e4 I: {/ i) Y4 W名称
缩写 定义
引脚类型
S
! n9 [. [% x0 s6 f电源引脚
I
( _) G8 P$ p: b# K仅输入引脚
I/O
输入/输出引脚
I/O 结构
FT(1)
五伏容限I/O引脚
TT(1)
三伏容限I/O引脚
6 S, ~' U/ l, L$ S  oTC
$ D8 k# }" G, p1 x4 t; r三伏输入输出引脚（标准3.3 V I/O）
0 h* X' C8 u5 R1 p+ _0 _- c" {B
  A( Y) Q" l" r1 e专用BOOT引脚
RST
配有内置弱上拉电阻的双向复位引脚
引脚功能
复用功能 通过GPIOx_AFR寄存器选择的功能
其他功能 通过外设寄存器直接选择和启用的功能
1. 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
% m& q" ^% S% Z30
3.2 GPIO等效原理图
5 {3 `1 g3 F. kSTM32产品集成了三个主要的GPIO基本结构：
•
9 I1 I/ ?" O1 X2 v三伏兼容（缩写为TC）。
图 1给出了等效的GPIO图结构。
•
三伏容限（缩写为TT）。
9 L# J& p" u; W! S% Q5 W•
% U2 P* Y- @4 g3 D  t* e- @% g五伏容限（缩写为FT）
图 2给出了TT或FT等效的GPIO图结构。
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。
  ^2 f& R5 S4 z+ v# c% C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
/ k: G3 G; N( ~3 p- t. ?5 i/ X品数据手册。
/ z4 h" [7 L/ h/ x  q5 d5 e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。
. V  T& h! y9 m& }& G( C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。
. Y3 s5 I- j' R& yMSv46872V1
1 q9 Z8 o, e% D) FVDD
I/Oᕋ㝐
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PMOS
NMOS
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ESD
4 R( G& Z" v, H! aؓᣚGPIO功能说明
" I- G0 C6 f4 o4 y$ l3 v8 E; a4 jAN4899
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2 o* W: a% f( i& h图2. 三伏或五伏容限GPIO结构（TT或FT）
* c! H5 k/ U3 R3 I* G  _7 E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。
4 _1 d- i) s7 S; 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。
/ g0 s  c& a0 N. b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。
注意：
' Q, ?) }  N1 I, O4 @3 yTT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。
# p! h* \3 u  j' N. V1 L