STM32F10x GPIO引腳說(shuō)明

此篇文章重點(diǎn)討論STM32的GPIO的配置種類(lèi)以及上拉輸入、下拉輸入、浮空輸入、模擬輸入的區(qū)別

經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)STM32發(fā)現(xiàn)，GPIO有8種工作方式

輸入模式：輸入浮空、輸入上拉、輸入下拉、模擬輸入

輸出模式：開(kāi)漏輸出、開(kāi)漏復(fù)用功能、推挽式輸出、推挽式復(fù)用功能

輸入模式參照?qǐng)D片來(lái)講

浮空輸入：浮空輸入狀態(tài)下上拉電阻和下拉電阻都是斷開(kāi)的，信號(hào)經(jīng)過(guò)I/O端口——施密特觸發(fā)器——輸入數(shù)據(jù)寄存器——CPU讀取

上拉輸入：相比浮空輸入狀態(tài)，就是上拉電阻閉合（下拉電阻仍然處于斷開(kāi)狀態(tài)）

下拉輸入：相比浮空輸入狀態(tài)，就是下拉電阻閉合（上拉電阻仍然處于斷開(kāi)狀態(tài)）

模擬輸入：上拉電阻和下拉電阻都處于斷開(kāi)狀態(tài)，并且信號(hào)不是經(jīng)過(guò)施密特觸發(fā)器，而是直接進(jìn)入施密特觸發(fā)器之前的模擬輸入通道

輸出模式也參照?qǐng)D片來(lái)講：

開(kāi)漏輸出模式：其中1號(hào)區(qū)域，兩個(gè)寄存器有兩種讀寫(xiě)方式，這個(gè)后面會(huì)介紹，這是關(guān)于寄存器的配置原因，對(duì)于輸出驅(qū)動(dòng)器部分，當(dāng)輸出控制電路輸出邏輯1(高電平)時(shí)，外部的I/O端口輸出的電平由外部電路決定，如果外部連接有上拉電阻，則輸出高電平，如果接有下拉電阻，則輸出低電平；當(dāng)輸出控制電路輸出邏輯0（低電平）時(shí)，外部的電路不管是否接有上拉電阻還是下拉電阻，都輸出低電平；所有應(yīng)用開(kāi)漏輸出模式的時(shí)候想要輸出高電平切記要加上拉電阻

開(kāi)漏復(fù)用功能輸出：此模式與開(kāi)漏輸出模式只有一個(gè)不同的地方，就是在1號(hào)區(qū)域，此模式是直接在復(fù)用功能輸出引輸出部分輸出的

推挽輸出模式：也是走的1、2、3、4號(hào)路線，其中在2號(hào)區(qū)域輸出控制電路部分，如果輸出邏輯1，則3號(hào)區(qū)域P-MOS導(dǎo)通，N-MOS截止，輸出高電平（不管外部有沒(méi)有上拉電阻）；如果輸出邏輯0，則3號(hào)區(qū)域P-MOS截止，N-MOS導(dǎo)通，輸出低電平（不管外部有沒(méi)有上拉電阻和下拉電阻）

推挽復(fù)用功能輸出：此模式與推挽輸出模式不同的地方就是1號(hào)區(qū)域，此模式是直接在復(fù)用功能輸出部分輸出的

下面講解一下輸出模式與寄存器的關(guān)系

在STM32的參考手冊(cè)中我們可以找到GPIOx_CRL和GPIOx_CRH寄存器，這兩個(gè)寄存器功能相同，就是GPIOx_CRL是用來(lái)配置低8位（例：PA0_PA7）I/O口的，GPIOx_CRH是用來(lái)配置高8位(例：PA8_PA15)I/O口的

這是一個(gè)32位寄存器，每4位配置一個(gè)端口，例：第1位和第0位即MODE0[1:0]，用來(lái)設(shè)置Px0（PA0%20or%20PB0%20or%20PC0%20and%20so%20on）是輸入還是輸出，第3位和第2位即CNF0[1:0]，用來(lái)選擇Px0的輸入或者輸出的具體模式。

其中有一個(gè)地方值得注意，就是在輸入模式下，CNFx=10的狀態(tài)：上拉/下拉輸入模式，到底是上拉輸入模式還是下拉模式就要用到另一個(gè)寄存器GPIOx_ODR，并且這個(gè)寄存器對(duì)輸入和輸出有著不同的作用

這是一個(gè)32位寄存器，高16位保留，低16位每位對(duì)應(yīng)Px的一個(gè)I/O口

在輸入模式下，如果對(duì)應(yīng)位置1，則為上拉輸入；如果對(duì)應(yīng)位置0，則為下拉輸入

在輸出模式下，如果對(duì)應(yīng)位置0，則是要求輸出端口輸出默認(rèn)輸出高電平，注意：此處，若為開(kāi)漏輸出模式，若想輸出高電平需要外界上拉電阻

具體對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)下表：

還有一個(gè)寄存器需要介紹，端口位設(shè)置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)

在輸出模式下，可以通過(guò)配置這個(gè)寄存器決定到底是輸出高電平還是低電平，低16位置1，則對(duì)應(yīng)端口輸出高電平，高16位置1，則對(duì)應(yīng)端口輸出低電平

這個(gè)寄存器就是上面講解輸出模式時(shí)的疑問(wèn)

配置輸出模式時(shí)，可以通過(guò)配置寄存器GPIOx_BSRR然后映射到寄存器GPIOx_ODR，也可以直接配置寄存器GPIOx_ODR，但是對(duì)于運(yùn)行效率來(lái)說(shuō)，還是通過(guò)GPIOx_BSRR映射到GPIOx_ODR效率更高。