0. 引入
在单片机产品中，我们常常可以见到三种模块：LCD灯、KEY按键、BEEP蜂鸣器
LED灯：一个比较常见的LED电路
LED0 ---------- 通过控制LED0引脚(电线)给它一个低电平(低电压)，LED灯就会亮
给它一个高电平(高电压)，LED灯就会灭
1 —> 高电平
0 —> 低电平
电流：从电势高的地方流向电势低的地方
CPU ===> 往LECD0引脚去 写1，写0"output" 输出功能
KEY按键：一个比较常见的KEY电路
KEY0 ------ 通过读取KEY0引脚的电平状态来知晓用户是否按下按键高电平(1) ---> 弹起
低电平(0) ---> 按下
CPU ===> 读取KEY0引脚的电平状态"input" 输入功能
BEEP蜂鸣器：一个比较常见的BEEP电路
略
这些引脚最终是接入到MCU的某个引脚(gpio)上去的
控制LED灯、KEY按键、BEEP蜂鸣器等，可以在MCU上面写程序去控制这些引脚
1. GPIO到底是什么？
GPIO：General Purpose Input Output 通用功能的输入输出 线
GPIO就是从芯片(芯片 = CPU + 总线 + 外设控制器)内部引出一根功能复用的口线("电线")，可以由CPU配置成不同的功能
如：输入功能，输出功能，其他复用功能等
芯片或CPU控制整个世界就是通过这样的引脚(口线，GPIO)STM32F4xx共有144个GPIO口线(引脚，pin)，分为9组，记为GPIOA，GPIOB，GPIOC，GPIOD，GPIOE，GPIOF，GPIOG，GPIOH，GPIOI. 每组管理16个GPIO引脚，编号从0~15
如：GPIOA这一组有16个引脚，分别记为GPIOA0，GPIOA1，GPIOA2，... GPIOA15
其他组类似GPIOA0 -----> PA0
GPIOB3 ------> PB3
......
这些GPIO引脚都是功能复用的，并且由GPIO控制器来控制它们的
所有的外设都是由"外设控制器"来控制
GPIO控制器由不同的寄存器来配置或控制它们(GPIOs)
每组GPIO地址分配如下: GPIOA 0x4002 0000 ~ 0x4002 03ff GPIOB 0x4002 0400 ~ 0X4002 07FF GPIOC 0x4002 0800 ~ 0x4002 0BFF GPIOD 0x4002 0C00 ~ 0x4002 0FFF GPIOE 0x4002 1000 ~ 0x4002 13FF GPIOF 0x4002 1400 ~ 0x4002 17FF GPIOG 0x4002 1800 ~ 0x4002 1BFF GPIOH 0x4002 1C00 ~ 0x4002 1FFF GPIOI 0x4002 2000 ~ 0x4002 23FF
2. STM32F4xx GPIO内部结构原理
每个GPIO内部都可以配置成：1. 输入功能：input mode
CPU可以获取该GPIO口的外部输入的一个电平状态
输入功能有四种模式：
(1) 输入悬空(input floating)：不接上拉和下拉电阻
输入引脚处于浮空状态，即没有特定电压状态，引脚悬浮在空中
IO引脚的电平状态完全是外部输入所决定的，这时CPU能够通过读取数据的操作知道状态
(2) 带上拉输入(input pull-up)：内部接上拉电阻
该引脚被设置为上拉输入时，引脚悬空的状态下，CPU读取到的电平状态为高电平，因为内部有一个上拉电阻；唯有当被外部输入信号下拉时，CPU读取到的电平才为低电平
(3) 带下拉输入(input pull-down): 内部接下拉电阻
该引脚被设置为下拉输入时，引脚悬空的状态下，CPU读取到的电平状态为低电平。唯有当被外部输入信号上拉时，CPU读取到的电平状态才为高电平
(4) 模拟输入(Input Analog)
该引脚被设置为模拟输入时，能够获取外部的模拟信号，通过芯片内的ADC转换为数字量，如变化的电压值
2. 输出功能：output modeCPU可以往该GPIO口输出一个电平状态
输入功能有两种模式：
(1) 输出推挽(Push-Pull)：可以输出高、低电平
可以往外部引脚输出一个高电平(1)或低电平(0)
1：MOS管上方导通，下方不导通，在此处数字量变成模拟量，输出高电平
0：MOS管下方导通，上方不导通，在此处数字量变成模拟量，输出低电平
(2) 输出开漏(Open-Drain)：不输出电压
低电平接地，高电平不接地(悬空状态)
如果外部电路接上拉电阻，则在CPU输出1时会接到外部上拉电阻的电源电压上
0：ping 接地
1：ping 悬空 此时需要外部电路中设计上拉电阻
3. 复用功能：Alternate Function
复用功能是指GPIO口用作其它的功能口线，如: I^2C，UART，SPI等
每个GPIO口都可以配置成多达16种复用功能，记为: AF0，AF1，AF2 ... AF15，具体哪个GPIO口可以配置成哪种复用功能，需要看原理图
