STM32GPIO输入输出的八种工作模式

前言：

每个GPI/O端口有两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL， GPIOx_CRH)，两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)，一个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR)，一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)和一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。根据数据手册中列出的每个I/O端口的特定硬件特征， GPIO端口的每个位可以由软件分别配置成多种模式。

GPIO的四种输入

（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入

（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入

（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入

（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入

GPIO的四种输出

（1）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出

（2）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出

（3）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出

（4）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

一、浮空输入模式

浮空,顾名思义就是浮在空中,上面用绳子一拉就上去了,下面用绳子一拉就沉下去了。

在浮空输入状态下， 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。CPU通过输入数据寄存器读取IO口状态。

二、上拉下拉输入模式

将状态不确定的信号线通过一个电阻将其至高电平（上拉）或低电平（下拉），以防止输入信号线因悬空而出现不确定的状态，继而导致系统出现不期望的状态。

在不同应用场合中会对电阻的阻值要求有所不同。根据STM32数据手册，上拉电阻大小一般为30–50K。CPU通过输入数据寄存器读取IO口状态为高电平或者是低电平。

三、模拟输入模式

输入的是一个模拟量，即具体的电压值，在ADC数模转换中会用到，将模拟量转化为数字量。

四、推挽输出模式

可以输出强高低电平，输出高电平时，电流输出到负载，叫灌电流，可以理解成推，输出低电平时，负载电流流向芯片，叫拉电流，即挽。

当INT输入为1时，经过反向器后变为0；此时Us=Ug三极管截止，上拉电阻通过外部VDD输出高电平1

当INT输入为0时，经过反向器后为0，此时Ug>Us,三极管导通，OUT输出0

推挽输出总结：

1、可以输出高低电平，用于连接数字器件，高电平由VDD决定，低电平由VSS决定

2.推挽结构指两个三极管受两路互补的信号控制，总是在一个导通的时候另外一个截止，优点开关效率效率高，电流大，驱动能力强。

五、开漏输出模式

只可以输出强低电平，高电平得靠外部电阻拉高。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)

开漏输出总结：

1. 只能输出低电平，不能输出高电平。

2、如果要输出高电平，则需要外接上拉。

3、开漏输出具有“线与”功能，一个为低，全部为低，多用于I2C和SMBUS总线。

六、复用推挽输出模式

复用开漏输出、复用推挽输出：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）复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能（I2C SCL,SDA）

七、复用开漏输出模式

复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）STM32 设置实例：

（1）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()；拉高，然后可以读 IO 的值。

（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；

总结：

1. 作为普通 GPIO 输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、 带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块
2. 作为普通 GPIO 输出：根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
3. 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。
4. 作为内置外设的输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、 带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。

注意：

1. 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。
2. STM32 复位后,IO 端口处于输入浮空状态.JTAG 引脚复位以后,处于上拉或者下拉状态。
   所有 IO 端口都具有外部中断能力,端口必须配置成输入模式,才能使用外部中断功能.

最后

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