STM32F103C8----GPIO（跟着江科大学STM32）

news2024/9/25 19:17:47

一，GPIO简介

GPIO（General Purpose Input Output）通用输入输出口

可配置为8种输入输出模式

引脚电平：0V~3.3V（0V），部分引脚可容忍5V

输出模式下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等

输入模式下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等

二，GPIO基本结构

所有的GPIO都是关在APB2总线上。在控制板上有如下针脚

三，GPIO位图

3.1 保护二极管

先看右边的的两个保护二极管，VDD接3.3V，VSS接地。当右侧IO引脚输入大于3.3V不会对内部电路产生伤害。

如果右侧IO针脚输入了一个负电压，那么在VSS和IO会形成回路，对内部起到保护作用。

只有当输入电压是0-3.3V，才会进入系统内部。

3.2 上拉输入

3.3 下拉输入

3.4 浮空输入

输入不是高电平就是低电平，当外部IO什么都不接，这个时候处于浮空状态，极易受外界干扰，就不能确定输入的是高电平还是低电平。所以我们在程序中常用上拉或者下拉输入。

上拉输入：默认输入高电平

下拉输入：默认输入低电平

3.5 肖特基触发器

只在大于上限或者小于下限时做变化，所以简易逻辑如下图，

低于上限不一定会发生变化，高于下限也不一定会变化。

有效避免电压波动导致的输入抖动情况。

3.6 推婉输出

推婉输出模式下，输出1，P=MOS导通，N-MOS断开，I/O输出高电平

输出0，P=MOS断开，N-MOS导通，I/O输出低电平

推婉输出有绝对的控制权。也较强输出。

3.7 开漏输出

在开漏输出模式下，P-MOS无效，只有N-MOS工作。

在多级通讯中，这种模式避免设备之间的相互干扰。

也可用于5V的电平信号输出。当寄存器输出0，是N-MOS导通，输出低电平。

当输出1时，由外部的上拉电阻拉高电平。实现5V通电。

3.8 关闭输出

综上如下表

	输出寄存器的值	P-MOS	N-MOS	输出
推婉输出	1	导通	关闭	高电平
推婉输出	0	关闭	导通	低电平
开漏输出	1	无效	关闭	高阻模式（只有低电平有驱动能力。比如I2C引脚）
开漏输出	0	无效	导通	低电平
关闭输出	1	无效	无效	端口关闭，外部信号控制
关闭输出	0	无效	无效	端口关闭，外部信号控制

四，GPIO模式简易电路图

通过配置GPIO的端口配置寄存器，端口可以配置成以下8种模式

4.1 程序中代码配置

程序中的GPIO模式配置枚举如下

typedef enum
{ GPIO_Mode_AIN = 0x0,//模拟输入
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,//浮空输入
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,//下拉输入
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,//上拉输入
  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,//开漏输出
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,//推婉输出
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,//复用开漏输出
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18//复用推挽输出

}GPIOMode_TypeDef;

GPIO的初始化配置代码举例（A0针脚，推婉输出）

	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;					//定义结构体变量
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;		//GPIO模式，赋值为推挽输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;				//GPIO引脚，赋值为第0号引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;		//GPIO速度，赋值为50MHz
	
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将赋值后的构体变量传递给GPIO_Init函数
															//函数内部会自动根据结构体的参数配置相应寄存器
															//实现GPIOA的初始化