STM32之GPIO_Mode

一、GPIO配置
（1）GPIO_Mode_AIN 模擬輸入
（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉輸入
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉輸入
（5）GPIO_Mode_Out_OD 開漏輸出
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出
（7）GPIO_Mode_AF_OD 復(fù)用開漏輸出
（8）GPIO_Mode_AF_PP 復(fù)用推挽輸出
GPIO_Speed_10MHz 最高輸出速率10MHz
GPIO_Speed_2MHz 最高輸出速率2MHz
GPIO_Speed_50MHz 最高輸出速率50MHz

1.1 I/O口的輸出模式下，有3種輸出速度可選(2MHz、10MHz和50MHz)，這個(gè)速度是指I/O口驅(qū)動電路的響應(yīng)速度而不是輸出信號的速度，輸出信號的速度與程序有關(guān)（芯片內(nèi)部在I/O口 的輸出部分安排了多個(gè)響應(yīng)速度不同的輸出驅(qū)動電路，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇合適的驅(qū)動電路）。通過選擇速度來選擇不同的輸出驅(qū)動模塊，達(dá)到最佳的噪聲 控制和降低功耗的目的。高頻的驅(qū)動電路，噪聲也高，當(dāng)不需要高的輸出頻率時(shí)，請選用低頻驅(qū)動電路，這樣非常有利于提高系統(tǒng)的EMI性能。當(dāng)然如果要輸出較高頻率的信號，但卻選用了較低頻率的驅(qū)動模塊，很可能會得到失真的輸出信號。

關(guān)鍵是GPIO的引腳速度跟應(yīng)用匹配（推薦10倍以上？）。比如：
1.1.1 對于串口，假如最大波特率只需115.2k，那么用2M的GPIO的引腳速度就夠了，既省電也噪聲小。
1.1.2 對于I2C接口，假如使用400k波特率，若想把余量留大些，那么用2M的GPIO的引腳速度或許不夠，這時(shí)可以選用10M的GPIO引腳速度。
1.1.3 對于SPI接口，假如使用18M或9M波特率，用10M的GPIO的引腳速度顯然不夠了，需要選用50M的GPIO的引腳速度。
1.2 GPIO口設(shè)為輸入時(shí)，輸出驅(qū)動電路與端口是斷開，所以輸出速度配置無意義。
1.3 在復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式。
1.4 所有端口都有外部中斷能力。為了使用外部中斷線，端口必須配置成輸入模式。
1.5 GPIO口的配置具有上鎖功能，當(dāng)配置好GPIO口后，可以通過程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。

2、推挽輸出與開漏輸出的區(qū)別

推挽輸出:可以輸出高,低電平,連接數(shù)字器件;開漏輸出:輸出端相當(dāng)于三極管的集電極. 要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅(qū)動,其吸收電流的能力相對強(qiáng)(一般20ma以內(nèi)).
推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個(gè)三極管分別受兩互補(bǔ)信號的控制,總是在一個(gè)三極管導(dǎo)通的時(shí)候另一個(gè)截止.
要實(shí)現(xiàn) 線與 需要用OC(open collector)門電路.是兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù),電路工作時(shí)，兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小,效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流，也可以從負(fù)載抽取電流

當(dāng)端口配置為輸出時(shí)：
開漏模式：輸出 0 時(shí)，N-MOS 導(dǎo)通，P-MOS 不被激活，輸出0。
輸出 1 時(shí)，N-MOS 高阻， P-MOS 不被激活，輸出1（需要外部上拉電路）；此模式可以把端口作為雙向IO使用。
推挽模式：輸出 0 時(shí)，N-MOS 導(dǎo)通，P-MOS 高阻 ，輸出0。
輸出 1 時(shí)，N-MOS 高阻，P-MOS 導(dǎo)通，輸出1（不需要外部上拉電路）。

簡單來說開漏是0的時(shí)候接GND 1的時(shí)候浮空 推挽是0的時(shí)候接GND 1的時(shí)候接VCC

3、在STM32中選用IO模式
（1） 浮空輸入_IN_FLOATING ——浮空輸入，可以做KEY識別，RX1
（2）帶上拉輸入_IPU——IO內(nèi)部上拉電阻輸入
（3）帶下拉輸入_IPD—— IO內(nèi)部下拉電阻輸入
（4） 模擬輸入_AIN ——應(yīng)用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電
（5）開漏輸出_OUT_OD ——IO輸出0接GND，IO輸出1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實(shí)現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時(shí)，IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平，但由于是開漏輸出模式，這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔??？梢宰xIO輸入電平變化，實(shí)現(xiàn)C51的IO雙向功能
（6）推挽輸出_OUT_PP ——IO輸出0-接GND， IO輸出1 -接VCC，讀輸入值是未知的
（7）復(fù)用功能的推挽輸出_AF_PP ——片內(nèi)外設(shè)功能（I2C的SCL,SDA）
（8）復(fù)用功能的開漏輸出_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）

實(shí)例總結(jié)：

（1）模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD，接上拉電阻，能夠正確輸出0和1；讀值時(shí)先
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)；拉高，然后可以讀IO的值；使用
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；

（2）如果是無上拉電阻，IO默認(rèn)是高電平；需要讀取IO的值，可以使用
帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和 開漏輸出_OUT_OD；

4、IO低功耗：

關(guān)于模擬輸入&低功耗，根據(jù)STM32的低功耗AN（AN2629）及其源文件，在STOP模式下，為了得到盡量低的功耗，確實(shí)把所有的IO（包括非A/D輸入的GPIO）都設(shè)置為模擬輸入

5、程序

（1）時(shí)鐘：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

（2）IO配置：
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; // IR 輸入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

（3）輸出輸入：

輸出0：GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)
輸出1：GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)
輸入： GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7)