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,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,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(一般20ma以內(nèi)).
推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個三極管分別受兩互補信號的控制,總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止.
要實現(xiàn)線與需要用OC(open collector)門電路.是兩個參數(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,兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個導(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:
開漏模式:輸出0時,N-MOS導(dǎo)通,P-MOS不被激活,輸出0。
輸出1時,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,N-MOS導(dǎo)通,P-MOS高阻,輸出0。
輸出1時,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的時候接GND 1的時候浮空推挽是0的時候接GND 1的時候接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,才能實現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時,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?。可以讀IO輸入電平變化,實現(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)時鐘:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); //時鐘使能
(2)IO配置:
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; // 引腳模式
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)