目录

一、输入浮空（Floating Input）：GPIO引脚不连接任何上拉或下拉电阻，处于高阻态

1.浮空输入的定义

2.浮空输入的特点

3.浮空输入的应用场景

4.浮空输入的缺点

5.典型配置方式

6.注意事项

二、输入上拉（Input Pull-up）与输入下拉（Input Pull-down）

1.上拉输入（PullupInput）

特点：

应用场景：

配置示例：

2.下拉输入（PulldownInput）

特点：

应用场景：

配置示例：

3.上拉输入与下拉输入的对比

4.使用注意事项

三、模拟输入（Analog Input）：模拟输入模式下，GPIO引脚用于接受模拟信号，而不限制为高、低电平

1.模拟输入的定义

2.模拟输入的特点

3.模拟输入的工作原理

4.模拟输入的应用场景

5.配置示例

7.注意事项

8.模拟输入与数字输入的对比

四、开漏输出（Open-drain Output）：GPIO引脚只有低电平导通（连接到GND）和高阻态（悬空）两种状态。

1.开漏输出的工作原理

2.开漏输出的特点

3.应用场景

4.上拉电阻的作用

5.开漏输出的配置示例

6.开漏输出和推挽输出的对比

7.注意事项

五、推挽输出（Push-pull Output）：GPIO引脚可以主动输出高电平或低电平

1.推挽输出的工作原理

2.推挽输出的特点

3.推挽输出的应用场景

4.推挽输出的配置示例

5.推挽输出和开漏输出的对比

6.推挽输出的优缺点

六、推挽式复用功能（Push-pull Alternate Function）与开漏复用功能（Open-drain Alternate Function）

0.什么是复用

在微控制器中，常见的复用功能包括：

复用的必要性

复用的设置方式

复用的应用示例

1.复用开漏输出（AlternateFunctionOpenDrain）

工作原理

应用场景

配置代码示例

特点

2.复用推挽输出（AlternateFunctionPushPull）

工作原理

应用场景

配置代码示例

特点

3.复用开漏输出和复用推挽输出的对比

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在嵌入式系统设计中，GPIO（通用输入输出）引脚是非常重要的硬件资源，通常用于与外部设备进行通信和控制。不同的工作模式允许GPIO引脚在不同的场景下执行不同的任务。STM32等微控制器提供了多种GPIO模式，今天我们将详细介绍这八种常见的GPIO模式，帮助你更好地理解它们的功能和应用场景。

一、输入浮空（Floating Input）：GPIO引脚不连接任何上拉或下拉电阻，处于高阻态

浮空输入（FloatingInput）是一种GPIO（通用输入输出）引脚的配置模式，在这种模式下，引脚处于高阻态（HiZ），不连接任何上拉或下拉电阻。

1.浮空输入的定义

在浮空输入模式下，GPIO引脚不被内部电阻拉到任何固定电平（高或低），这意味着该引脚完全开放，以高阻抗的状态接受外部输入信号。高阻态意味着引脚不会主动提供电流或电压，而是允许外部电路自由地改变其电平。

2.浮空输入的特点

高阻态：浮空输入模式不会主动驱动高或低电平，对外部电路几乎不影响电流流动，类似于断开的电路。
易受干扰：由于引脚未通过内部电阻固定电位，因此当输入端未连接外部信号时，引脚状态可能不稳定，容易受到外部电磁干扰或信号“漂移”影响，使得输入信号变得不确定。
响应外部信号：浮空输入的高阻态允许引脚通过外部信号轻松控制电平，因此适合需要外部控制的场景。

3.浮空输入的应用场景

需要外部电阻的输入电路：适用于外部已经连接了上拉或下拉电阻的情况。如果电路中使用了物理电阻拉高或拉低引脚，浮空输入模式不会与之冲突，保持对输入信号的响应。
信号检测：适合用于检测外部信号变化的场合，如传感器信号输入，但通常需要外部电路保证信号稳定，避免悬空带来的信号漂移。
低功耗应用：在一些低功耗设备中，未连接的GPIO引脚可以配置为浮空输入以减少功耗，因为高阻态下引脚不会有明显的电流流动。

4.浮空输入的缺点

不稳定性：由于没有电阻将电平固定在高或低状态，悬空的浮空输入引脚非常容易受到干扰。任何微小的环境噪声或干扰都会导致引脚电压变化，导致不确定的输入信号。
误触发风险：在悬空情况下，引脚可能随意“漂移”到高或低电平，可能导致逻辑电路误判为输入有效信号而误触发事件。

5.典型配置方式

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};
GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_X;//X代表具体的引脚编号
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;//设置为浮空输入模式
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;//无内部上拉或下拉电阻
HAL_GPIO_Init(GPIOX,&GPIO_InitStruct);//X为GPIO端口号

6.注意事项

尽量避免引脚悬空：为了避免干扰和不稳定信号，如果浮空输入引脚没有外部电路连接，最好改用上拉或下拉配置，以确保引脚稳定。
外部电路稳定性：如果使用浮空输入，通常建议使用外部上拉或下拉电阻来固定电平，避免引脚无意触发。

浮空输入适合有明确外部驱动的输入场景，而在信号易受干扰或要求信号稳定的场合，建议采用上拉或下拉输入。

二、输入上拉（Input Pull-up）与输入下拉（Input Pull-down）

上拉输入（PullupInput）和下拉输入（PulldownInput）是GPIO引脚的两种常见输入模式，通过在引脚内部连接上拉或下拉电阻来使引脚保持稳定电位，防止其悬空。

1.上拉输入（PullupInput）

上拉输入模式在引脚内部连接一个上拉电阻，将引脚电位固定为高电平（接近电源电压）。这种模式确保引脚在没有外部信号连接时仍保持高电平。

特点：

默认高电平：上拉输入通过内部上拉电阻将引脚电位拉高到接近电源电压，使引脚在无外部信号时默认保持高电平状态。
抗干扰能力：上拉输入避免了引脚悬空问题，能减少环境噪声对引脚电平的影响。
省去外部电阻：内置的上拉电阻可以省去电路设计中的额外电阻，简化硬件布线。

应用场景：

按钮或开关输入检测：在许多按钮和开关检测电路中，按钮按下连接到地，释放时引脚通过上拉电阻保持高电平，可以实现低电平触发检测。
逻辑信号保持高电平：在需要保持输入信号默认高电平的逻辑电路中，通常将引脚设置为上拉输入。

配置示例：

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};
GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_X;//X代表具体的引脚编号
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;//设置为输入模式
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;//启用上拉电阻
HAL_GPIO_Init(GPIOX,&GPIO_InitStruct);//X为GPIO端口号

2.下拉输入（PulldownInput）

下拉输入模式则在引脚内部连接一个下拉电阻，将引脚电位固定为低电平（接近地电位）。这种模式确保引脚在没有外部信号连接时默认保持低电平。

特点：

默认低电平：下拉输入通过内部下拉电阻将引脚电位拉低到接近地电位，使引脚在无外部信号时默认保持低电平状态。
抗干扰能力：下拉输入模式同样可以防止引脚悬空，减少引脚受噪声影响而电平不稳定。
节省硬件资源：使用内部下拉电阻可以避免在电路设计中增加额外的外部电阻，简化电路设计。

应用场景：

按钮或开关输入检测：适用于按钮或开关检测电路，通常当按钮按下连接到电源，释放时引脚通过下拉电阻保持低电平，可以实现高电平触发检测。
逻辑信号保持低电平：需要输入信号默认保持低电平的逻辑电路中，通常将引脚设置为下拉输入。

配置示例：
 

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};
GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_X;//X代表具体的引脚编号
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;//设置为输入模式
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLDOWN;//启用下拉电阻
HAL_GPIO_Init(GPIOX,&GPIO_InitStruct);//X为GPIO端口号

3.上拉输入与下拉输入的对比

4.使用注意事项

选择合适的模式：根据需要的默认电平选择上拉或下拉输入，避免出现悬空状态。
电平兼容性：在与外部电路连接时，确保与外部电路的逻辑电平兼容，避免产生意外的电流流动。
防止误触发：上拉和下拉输入模式有效地防止引脚浮空，有助于减少外部干扰引起的误触发。

三、模拟输入（Analog Input）：模拟输入模式下，GPIO引脚用于接受模拟信号，而不限制为高、低电平

模拟输入（AnalogInput）是一种GPIO引脚配置模式，主要用于处理模拟信号，将模拟量转换为数字信号。模拟输入模式通常应用在需要采集连续变化的电压信号的场景，例如温度、光线、湿度等传感器的数据采集。

1.模拟输入的定义

在模拟输入模式下，GPIO引脚接收一个模拟信号，即一个连续变化的电压值，而不是传统的高低电平。处理模拟信号通常需要将其输入至一个模数转换器（ADC，AnalogtoDigitalConverter），由ADC模块将连续的模拟信号采样并量化为数字值，以便在数字系统中进一步处理和分析。

2.模拟输入的特点

连续电压范围：模拟输入可以接受从0V到芯片供电电压（如3.3V或5V）之间的任何电压值，区别于仅能接收高电平或低电平的数字输入。
无上拉/下拉电阻：在模拟输入模式下，引脚不具备上拉或下拉电阻，以确保信号不会受到内部电路的影响，尽可能准确地反映外部信号的真实电平。
配合ADC使用：模拟输入模式通常配合ADC模块，将模拟信号采样并转换为数字数据。ADC会对模拟电压进行量化，转换成若干个离散的数值，这些数值用以表示输入的电压信号强度。

3.模拟输入的工作原理

模拟信号通过模拟输入引脚进入ADC，ADC模块按设定的采样速率对信号进行采集，并将每一个采样的电压值转换成数字量。ADC通常会根据位数（如8位、10位、12位等）将电压量化到相应的范围内。例如，对于10位ADC，电压范围会被量化为0到1023的数字值。

4.模拟输入的应用场景

模拟输入模式广泛应用于需要采集传感器数据的场合，尤其是以下情况：
环境监测传感器：如温度传感器、光敏传感器、湿度传感器等，其输出的电压随环境变化连续变化。
模拟设备接口：如音频信号采集（麦克风）、模拟电位器（用于音量调节）、气压传感器等。
电池电压监测：用于实时监控电池电压以判断其电量状态。

5.配置示例

在微控制器中配置模拟输入通常包括两个步骤：将引脚配置为模拟输入模式，并启用ADC功能。下面是一个典型的配置示例：

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};
GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_X;//X代表具体的引脚编号
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_ANALOG;//配置为模拟输入模式
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;//无内部上拉或下拉电阻
HAL_GPIO_Init(GPIOX,&GPIO_InitStruct);//X为GPIO端口号

ADC_HandleTypeDefhadc;
hadc.Instance=ADCX;//ADC通道编号
HAL_ADC_Start(&hadc);//启动ADC
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc,timeout);//等待ADC转换完成
uint32_tadcValue=HAL_ADC_GetValue(&hadc);//获取ADC的数值

7.注意事项

信号稳定性：由于模拟输入容易受到噪声干扰，应确保输入信号源稳定。如有必要，可以通过添加滤波电容等方式减少干扰。
输入电压范围：输入电压应在ADC的参考电压范围内，通常为0到Vref（供电电压），过高的电压可能损坏ADC。
采样速率与分辨率：选择合适的采样速率和分辨率，以确保采样数据的准确性。高分辨率可以提高数据精度，但也可能增加处理时间和计算资源的需求。

8.模拟输入与数字输入的对比

 

模拟输入模式通过将连续电压信号输入至ADC进行数字化转换，广泛应用于传感器、模拟信号采集等领域。配置模拟输入时需要注意信号范围、滤波抗干扰以及采样速率等因素，以确保采集数据的准确性和稳定性。

四、开漏输出（Open-drain Output）：GPIO引脚只有低电平导通（连接到GND）和高阻态（悬空）两种状态。

开漏输出（OpenDrainOutput）是GPIO（通用输入输出）引脚的一种输出模式，在这种模式下，GPIO引脚只能主动拉低至低电平（连接到地，GND），而不能主动输出高电平。当GPIO设置为开漏输出模式时，引脚可以处于两种状态：低电平或高阻态（HiZ），这使得开漏输出适合与外部电路或多个设备共同工作。

1.开漏输出的工作原理

低电平（导通）：当GPIO输出低电平时，内部的MOSFET开关接通，将引脚与地相连，这一状态被称为“拉低”。
高阻态（断开）：当GPIO不输出低电平时，引脚进入高阻态，表现为开路（不接地，也不接电源），不会输出高电平。这时引脚电压依赖于外部电路的作用，例如一个外部上拉电阻将引脚拉高。

2.开漏输出的特点

不主动输出高电平：在开漏模式下，GPIO引脚无法主动输出高电平，只能通过外部电路提供高电平，通常需要使用上拉电阻将引脚电平“拉高”。
高阻态可实现多设备连接：开漏输出具有高阻态，不会干扰其他设备的信号，适合用于多设备通信场合。
低功耗：在高阻态时，引脚不会消耗显著的电流，因此开漏输出可以实现低功耗。

3.应用场景

多设备通信
I²C总线：在I²C通信中，数据线和时钟线都采用开漏输出模式，并通过外部上拉电阻拉高，使得总线上的多个设备能够安全地共享同一条通信线。在此模式下，任何设备只需拉低总线来传输数据，而不会出现多个设备同时输出高电平引起冲突的情况。

控制大电流设备
继电器、LED等驱动：开漏输出可以连接较大功率的负载（如继电器或LED灯），通过拉低GPIO引脚来导通负载电路，适合用于电流较大的场合。GPIO低电平时驱动负载，高阻态时关闭负载电路。

与不同电压系统互连
不同电压逻辑电平兼容：开漏输出模式允许不同电压的系统相互通信，例如在低电压单片机和高电压设备之间添加上拉电阻，使得两者能够安全互连。

4.上拉电阻的作用

由于开漏输出不提供高电平，通常需要连接一个上拉电阻来将引脚拉高：
外部上拉电阻：上拉电阻通常连接至电源正极（如VCC），在GPIO高阻态时，将引脚电平拉至电源电压。
上拉电阻值选择：上拉电阻的阻值一般为4.7kΩ到10kΩ，过大可能导致上拉速度变慢，过小则会增大电流消耗。

5.开漏输出的配置示例

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};
GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_X;//X代表具体的引脚编号
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_OD;//设置为开漏输出模式
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;//不使用内部上拉或下拉电阻
HAL_GPIO_Init(GPIOX,&GPIO_InitStruct);//X为GPIO端口号

//在此模式下，可以根据需要在引脚外部连接上拉电阻。开漏输出模式下，通过如下代码控制引脚状态：

HAL_GPIO_WritePin(GPIOX,GPIO_PIN_X,GPIO_PIN_RESET);//输出低电平，拉低引脚
HAL_GPIO_WritePin(GPIOX,GPIO_PIN_X,GPIO_PIN_SET);//输出高阻态，不主动拉高

6.开漏输出和推挽输出的对比

 

7.注意事项

确保使用上拉电阻：开漏输出无法提供高电平，在无上拉电阻的情况下，引脚可能悬空，电平不确定。
高低电平状态兼容：确保在使用开漏输出时与外部电路逻辑电平兼容，避免因电平不兼容导致不稳定或损坏。
多设备连接的冲突风险：开漏输出模式有利于避免多设备同时输出高电平导致的冲突，但在实际应用中仍需确保多设备协调时序。

开漏输出模式通过“低电平+高阻态”提供灵活的多设备连接和电平控制能力，适合用于I²C总线、驱动大功率负载、不同电压系统通信等场合。结合外部上拉电阻使用，开漏输出能够在不同应用中提供稳定的电平控制和通信功能。

五、推挽输出（Push-pull Output）：GPIO引脚可以主动输出高电平或低电平

推挽输出（PushPullOutput）是GPIO的一种输出模式。在这种模式下，GPIO引脚可以主动输出高电平和低电平，适合需要快速切换电平状态和较高电流驱动能力的应用场景。推挽输出在单片机、微控制器、FPGA等数字电路中非常常见。

1.推挽输出的工作原理

推挽输出模式是通过两个MOSFET（或晶体管）实现的，一个负责输出高电平（接电源正极，通常是VCC），另一个负责输出低电平（接地，GND）。当GPIO需要输出高电平时，上面的MOSFET导通，输出端接VCC；当需要输出低电平时，下面的MOSFET导通，输出端接GND。
输出高电平：上部MOSFET导通，下部MOSFET断开，GPIO引脚被拉到高电平。
输出低电平：下部MOSFET导通，上部MOSFET断开，GPIO引脚被拉到低电平。

2.推挽输出的特点

主动输出高低电平：推挽输出可以主动拉高到VCC或拉低到GND，无需外部上拉或下拉电阻。
电平切换迅速：由于输出的电平切换是通过内部MOSFET驱动实现的，切换速度较快，适合快速变化的信号。
较大的驱动电流：推挽模式下的引脚通常具有较大的驱动能力，可以直接驱动一些小功率负载，如LED。

3.推挽输出的应用场景

控制信号输出：用作数字信号的驱动，如发送PWM信号控制电机、LED等。
高速通信：用于通信总线或时钟信号输出（如SPI的时钟信号），适合要求快速切换电平的应用。
驱动简单负载：可以直接驱动一些小功率的负载，如LED灯，或通过简单的电路控制继电器等。

4.推挽输出的配置示例

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};
GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_X;//X代表具体的引脚编号
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//设置为推挽输出模式
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;//不使用内部上拉或下拉电阻
GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//设置为高速，适合快速切换信号
HAL_GPIO_Init(GPIOX,&GPIO_InitStruct);//X为GPIO端口号

//可以通过以下代码来控制引脚输出状态：

HAL_GPIO_WritePin(GPIOX,GPIO_PIN_X,GPIO_PIN_SET);//输出高电平
HAL_GPIO_WritePin(GPIOX,GPIO_PIN_X,GPIO_PIN_RESET);//输出低电平

5.推挽输出和开漏输出的对比

 

6.推挽输出的优缺点

优点
电平切换速度快：推挽输出的电平切换时间较短，适合高速信号。
无需外部电阻：推挽模式不需要上拉或下拉电阻，电路更简洁。
高驱动能力：推挽输出的电流驱动能力相对较大，可以直接驱动小型负载。

缺点
不适合多设备共享：推挽输出模式如果连接多个设备，可能会因多个设备同时输出相反电平引起冲突，导致电流过大而损坏电路。
功耗较高：在高频切换时，推挽输出的功耗相对较高。

7.注意事项
驱动能力限制：尽管推挽输出可以直接驱动一些小负载，但要避免超过其电流输出能力，以免损坏GPIO引脚。
电平冲突风险：避免将推挽输出的GPIO直接与其他输出模式的GPIO相连，防止出现电平冲突。

推挽输出模式提供了可靠的高低电平切换能力，适合用于高速控制信号和驱动小功率负载。相比开漏输出，推挽模式无需上拉电阻，电平切换快速且具有较强的驱动能力，但不适合与多个设备共用引脚。在使用时需特别注意电平冲突问题，以确保电路安全。

六、推挽式复用功能（Push-pull Alternate Function）与开漏复用功能（Open-drain Alternate Function）

复用开漏输出（AlternateFunctionOpenDrain）和复用推挽输出（AlternateFunctionPushPull）是GPIO的两种特殊模式，常用于引脚需要复用（AlternateFunction）的情况。在这种模式下，GPIO引脚会连接到芯片内的某些特定的外设功能上，比如I²C、SPI、USART等接口。这些模式让引脚在支持特定外设协议的同时，具备各自的输出特性。

0.什么是复用

复用（AlternateFunction）是指在微控制器的GPIO引脚上，除了基本的输入输出功能外，引脚还能被分配到特定的外设功能上，以满足不同的应用需求。复用允许同一个引脚在不同情况下承担不同的角色，比如用于通信、定时、控制等功能，从而有效利用芯片资源并减少引脚数量。

在微控制器中，常见的复用功能包括：

1.通信接口：GPIO引脚可以复用为I²C、SPI、UART、USART等通信总线的接口引脚，用于数据传输。
2.定时器功能：一些GPIO引脚可以复用为定时器的输入捕获或输出比较引脚，用于PWM输出、计时等。
3.模拟功能：部分引脚可以复用为ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）等模拟信号输入或输出通道。
4.外部中断：某些GPIO引脚可以复用为外部中断源，用于捕获事件或信号变化。

复用的必要性

在微控制器设计中，芯片引脚有限，复用可以让同一个引脚在不同需求下发挥多种作用，避免占用额外硬件资源。比如，当需要在有限引脚上实现复杂的功能或多个外设通信时，复用功能显得尤为重要。

复用的设置方式

复用通常通过寄存器配置来设置，每个引脚都对应一组复用选项，可以通过改变GPIO的配置来实现。例如在STM32微控制器中，可以通过配置GPIO的模式寄存器和复用功能寄存器来选择引脚的复用功能。

复用的应用示例

假设一个引脚既可以作为普通GPIO输出，又可以复用为UART通信的TX（发送）引脚。根据实际应用需求，这个引脚可以在不同的模式下被配置为：
普通GPIO输出：直接控制引脚的高低电平。
复用为UARTTX：将引脚配置为复用模式，并由UART外设控制数据的发送。

总结
复用功能让一个引脚可以在多个外设功能之间切换，从而在引脚有限的微控制器中实现更多功能。这在嵌入式系统中广泛应用，为实现通信、控制和信号处理等多种任务提供了灵活性。

1.复用开漏输出（AlternateFunctionOpenDrain）

复用开漏输出模式下，GPIO引脚作为外设的开漏输出。它可以被外设控制，输出低电平或进入高阻态（HiZ），而不主动输出高电平。通常需要外部上拉电阻以保证高电平，这种模式常用于需要多个设备共用一条总线的场景。

工作原理

低电平：当复用的外设要求输出低电平时，GPIO通过开漏模式将引脚接地。
高阻态：当不需要输出低电平时，引脚进入高阻态，引脚状态取决于上拉电阻，通常被拉高到电源电压（VCC）。

应用场景

I²C通信：I²C协议使用SDA（数据）和SCL（时钟）两根线，且要求总线上的设备通过开漏输出连接，因此使用复用开漏模式可以有效防止多设备电平冲突。
多设备通信：复用开漏模式适合用于要求引脚进入高阻态的情况，适用于多设备或不同电压之间通信。

配置代码示例

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};
GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_X;//X代表具体的引脚编号
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_OD;//复用开漏输出模式
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;//不使用内部上拉电阻
GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//设置为高速，适合频率较高的通信场合
GPIO_InitStruct.Alternate=GPIO_AFx_I2C;//设置为I²C外设复用功能
HAL_GPIO_Init(GPIOX,&GPIO_InitStruct);//X为GPIO端口号

特点

外设驱动输出：引脚由芯片内部的外设驱动，可以进入高阻态，允许多设备共用。
外部上拉电阻：需要通过外部上拉电阻来提供高电平。
电平冲突保护：由于支持高阻态，适合用于总线共享和多设备场景，降低电平冲突的风险。

2.复用推挽输出（AlternateFunctionPushPull）

复用推挽输出模式下，GPIO引脚作为外设的推挽输出。引脚可以在外设控制下输出高电平或低电平，通常不需要上拉电阻，因此适合单方向、快速切换的信号输出。

工作原理

高电平：当外设要求高电平时，GPIO引脚直接被驱动到VCC。
低电平：当外设要求低电平时，引脚被拉到地。

应用场景

SPI通信：SPI协议中，时钟（SCK）、数据（MOSI、MISO）等引脚通常使用复用推挽模式，因为SPI信号对驱动电流、传输速率和抗干扰要求较高。
UART、USART通信：UART和USART通信的TX和RX引脚也通常配置为复用推挽模式，以保证稳定的信号传输。
高速输出：适合单方向信号输出且不需要多设备共用引脚的情况，例如PWM输出控制或高速数据信号传输。

配置代码示例

GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};
GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_X;//X代表具体的引脚编号
GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;//复用推挽输出模式
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;//不使用内部上拉电阻
GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//设置为高速，适合快速信号切换
GPIO_InitStruct.Alternate=GPIO_AFx_SPI;//设置为SPI外设复用功能
HAL_GPIO_Init(GPIOX,&GPIO_InitStruct);//X为GPIO端口号

特点

稳定的高低电平切换：复用推挽输出提供稳定的高低电平，适合高速传输信号。
无需外部电阻：推挽模式不需要外部上拉电阻，电路相对简单。
不适合多设备共享：推挽模式下无法进入高阻态，不适合多设备共用的引脚，容易引起电平冲突。

3.复用开漏输出和复用推挽输出的对比

 复用开漏输出适合需要多个设备共用信号线的情况，通过开漏和上拉电阻保证电平兼容，应用于I²C等协议。
复用推挽输出适合高速信号传输和单向信号驱动应用，广泛应用于SPI、UART等通信协议以及需要高速切换的信号输出场景。

STM32微控制器的GPIO引脚提供了丰富的配置选项，不仅可以作为基本的输入输出引脚，还可以通过复用功能实现多种通信协议和外设控制。通过合理配置这些模式，可以有效地节省引脚资源，提升系统的功能性和灵活性。

每种模式都有其独特的应用场景，开发者需要根据具体的需求选择合适的模式，从而实现高效且稳定的嵌入式设计。