GPIO的8种工作模式详细介绍！

曾经终败给现在 2022-05-20 00:18 962阅读 0赞

我们在用STM32这颗MCU的时候，用的最多的也是最基础的应该就是GPIO外设了，而在STM32的HAL库中GPIO有8种工作模式

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4种输入状态，4种输出状态（2种复用输出2种普通输出），分别对应如下：

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**如图1所示，浮空输入模式**

\#define GPIO\_MODE\_INPUT 0x00000000U / \*！<输入浮动模式\* /

当GPIO采用浮空输入模式时，STM32的引脚状态是不确定的，此时STM32得到的电平状态完全取决于GPIO外部的电平状态，所以说在GPIO外部的引脚悬空时，读取该端口的电平状态是个不确定的值。

**2，模拟输入模式**

\#define GPIO\_MODE\_ANALOG 0x00000003U / \*！<模拟模式\* /

这个很好理解，最常用的场合是ADC模拟输入，不像其他输入模式只有0和1，模拟输入模式可以读取到很细微变化的值。

**3，带上拉，下拉输入模式**

\#define GPIO\_MODE\_IT\_RISING 0x10110000U / \*！<具有上升沿触发检测的外部中断模式\* /

\#define GPIO\_MODE\_IT\_FALLING 0x10210000U / \*！<具有下降沿触发检测的外部中断模式\* /

\#define GPIO\_MODE\_IT\_RISING\_FALLING 0x10310000U / \*！<具有上升沿/下降沿触发检测的外部中断模式\* /

我查到STM32的数据手册中关于上下拉的电阻的介绍是电阻阻值都在30-50K之间。

为什么要用带上拉或者下拉输入的模式呢？因为浮空模式时，在GPIO外部连接的电路未工作时，STM32读取的GPIO状态是不确定的，所以可以采用带上拉或者下拉输入的模式先给MCU一个确定的状态，当外部电路电平状态发生变化时，易于MCU的判断。这样可以增强MCU的抗干扰能力

下面开始介绍输出模式：

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4，推挽输出模式

\#define GPIO\_MODE\_OUTPUT\_PP 0x00000001U / \*！<输出推拉模式\* /

推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。这种结构既可以输出高电平,,也可以输出低电平，可以用于连接数字器件。

推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，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。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

**5，开漏输出模式**

\#define GPIO\_MODE\_OUTPUT\_OD 0x00000011U / \*！<输出开漏模式\* /

我们重点讲开漏输出，一般开漏输出模式时，如果外部不接上拉电阻时，只能输出低电平，所以要想输出高电平必须要外接上拉电阻。这样做的有一个好处，可以用来匹配不同的电平信号，也就是用于不同电压的系统之间的通信;另外，因为要输出高电平需要有外部的上拉电阻，所以在进行通信时，通信的速度也受到上拉电阻阻值的影响，阻值小时，通信速度可以很快，阻值大时，通信速度变慢，但也不能为了通信速度把上拉电阻用的很小，也要注意在电阻很小时，功耗会变大，所以要平衡好这个度。

**如图6所示，复用推挽，开漏输出模式**

\#define GPIO\_MODE\_AF\_PP 0x00000002U / \*！<备用功能推拉模式\* /

\#define GPIO\_MODE\_AF\_OD 0x00000012U / \*！<Alternate Function Open Drain Mode \* /

这两种模式，可以理解为把GPIO配置为第二功能使用的时候的配置，并非单纯的用作IO输入或输出。

比如使用外设IIC时，我们需要把GPIO配置为复用推挽输出，用于数据通信功能。

再比如串口通信的TX，以及SPI外设的GPIO使用就要把引脚设置为复用开漏输出。

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