ST单片机GPIO的8种工作模式
2023-08-27
大家好，我是小舒。没错，今天和大家分享的是ST单片机GPIO的八种工作模式，这是一个老生常谈的问题，我在一开始写微信文章的时候就分享过，点击????。每年都有电子新人加入，所以今天再以另一种方式和大家分享一下。GPIO_Mode_IN_FLOATING ：浮空输入
外部通过IO口输入电平，传输到施密特触发器（此时施密特触发器为打开状态），直接进入输入数据寄存器，CPU通过读输入数据寄存器实现读取外部输入电平值，在输入浮空模式下可以读取外部输入电平。如果在该引脚悬空（在无信号输入）的情况下，读取该端口的电平是不确定的。
GPIO_Mode_IPU ：上拉输入
上拉电阻的开关闭合，上拉电阻连接到VDD，在I/O端口悬空（在无信号输入）的情况下，外部输入通过上拉电阻，施密特触发器存入输入数据寄存器，被CPU读取出高电平，当I/O端口输入为低电平的时候，施密特触发器触发存入输入数据寄存器，CPU读取出低电平。
GPIO_Mode_IPD：下拉输入
下拉电阻的开关闭合，在I/O端口悬空（在无信号输入）的情况下，下拉电阻连接到VSS，外部输入通过下拉电阻，施密特触发器存入输入数据寄存器，被CPU读取出低电平，当I/O端口输入为高电平的时候，下拉电阻处的电压为高电平，施密特触发器触发存入数据寄存器，CPU读取出高电平。
GPIO_Mode_AIN：模拟输入
模拟输入通道的配置则更加简单，信号从左边编号1的端口进入，从右边编号2的一端直接模拟输入至片上外设模块。上拉、下拉电阻和施密特触发器，均处于断开状态，IO口外部电压为模拟量，电压形式为非电平形式。
GPIO_Mode_Out_OD：开漏输出
开漏输出模式下，通过设置 位设置/清除寄存器或者输出数据寄存器的值，途经N-MOS管，最终输出到I/O端口。这里要注意N-MOS管，当设置输出的值为高电平的时候，N-MOS管处于截止状态，此时I/O端口的电平就不会由输出的高低电平决定，而是由I/O端口外部的上拉或者下拉决定；当设置输出的值为低电平的时候，N-MOS管处于导通状态，此时I/O端口的电平就是低电平。同时，I/O端口的电平也可以通过输入电路进行读取；注意，I/O端口的电平不一定是输出的电平。
GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
推挽电路（push-pull）就是两个不同极性晶体管间连接的输出电路。推挽电路采用两个参数相同的MOSFET管，电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小效率高。当设置输出的值为为高电平时，P-MOS导通，N-MOS截止，此时I/O端口的电平就由P-MOS管决定为高电平；当设置输出的值为低电平的时候，P-MOS管处于截止状态，N-MOS管处于导通状态，此时I/O端口的电平就由N-MOS管决定为低电平，同时IO口输出的电平可以通过输入电路读取，此时I/O端口的电平一定是输出的电平。
GPIO_Mode_AF_OD：复用开漏输出
与开漏输出模式唯一区别在于输出控制电平之前电平的来源，开漏输出模式的输出电平是由CPU写入输出数据寄存器控制的，开漏复用输出模式的输出电平是由复用功能外设输出决定的。其他与开漏输出相似。控制电路输出高电平：N-MOS截止，IO口电平由外部上拉/下拉决定。控制电路输出低电平：N-MOS开启，IO口输出低电平。
GPIO_Mode_AF_PP：复用推挽输出
与推挽输出模式唯一区别在于输出控制电路之前电平的来源。开漏输出模式的输出电平是CPU写入输出数据寄存器的，推挽复用输出模式的输出电平是由复用功能外设输出决定的。
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