STM32GPIO口的工作原理

     stm32f4有7组IO口，每组有16个IO口，GPIO的的引脚与外部设备连接，可以实现与外部的通信，控制外部硬件，采集外部硬件数据的功能，与之对应的常见应用分别为串口，电机 ，ADC采集。

GPIO口的基本结构

每个GPIO口的内部都有这样一个电路图

 

 

GPIO有四种输入模式（浮空输入，上拉输入，下拉输入，模拟输入），四种输出模式（开漏输出，开漏复用输出，推挽输出，推挽复用输出）。

 此外，GPIO在输出模式下支持三种翻转速度2MHz,10MHz,50MHz,在不要求转换速度很快的情况下，一般采用低速，目的是节省功耗。但是在通信协议中一般采用50MHz，

GPIO_Mode_AIN 模拟输入
GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入
GPIO_Mode_IPD 下拉输入
GPIO_Mode_IPU 上拉输入
GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出
GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出
GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

浮空输入

 浮空输入模式下，外部电平直接输入数据寄存器，也就是说，IO口输入多少的电平，CPU会读取多少的电平，在引脚悬空，没有信号输入的前提下，读取端口的电平不确定。

上拉输入

 上拉输入模式下，IO口的数据信号直接进入数据寄存器，但在没有输入情况下，输入端电平保持在高电平。

下拉模式

下拉输入模式下，IO口的数据信号直接进入数据寄存器，但在没有输入情况下，输入端电平保持在低电平。

模拟输入

 在模拟模式下，IO口的模拟信号（电压信号）直接模拟输入到片上外设模块。

如何选择IO口模式

浮空输入_IN_FLOATING ——浮空输入，可以做KEY识别，RX1
带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入
带下拉输入_IPD—— IO内部下拉电阻输入
模拟输入_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电
开漏输出_OUT_OD ——IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能
推挽输出_OUT_PP ——IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的
复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能（I2C的SCL、SDA）
复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能（TX1、MOSI、MISO.SCK.SS）