STM32的8种GPIO输入输出模式

只看该作者 · 2021-1-31 23:08

输入模式

- 浮空输入(GPIO_Mode_IN_FLOATING）

- 上拉输入(GPIO_Mode_IPU)

- 下拉输入(GPIO_Mode_IPD)

- 模拟输入(GPIO_Mode_AIN)

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输出模式

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- 开漏输出(GPIO_Mode_Out_OD)

- 开漏复用功能(GPIO_Mode_AF_OD)

- 推挽输出(GPIO_Mode_Out_PP)

- 推挽复用功能(GPIO_Mode_AF_PP)

只看该作者 · 2021-1-31 23:12

浮空输入
浮空就是逻辑器件与引脚即不接高电平，也不接低电平。由于逻辑器件的内部结构，当它输入引脚悬空时，相当于该引脚接了高电平。一般实际运用时，引脚不建议悬空，易受干扰。通俗讲就是浮空就是浮在空中，就相当于此端口在默认情况下什么都不接，呈高阻态，这种设置在数据传输时用的比较多。浮空最大的特点就是电压的不确定性，它可能是0V，页可能是VCC，还可能是介于两者之间的某个值。浮空输入一般多用于外部按键、ADC输入用，这样可以减少上下拉电阻对结果的影响。

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上拉输入
上拉就是把点位拉高，比如拉到Vcc。上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平。电阻同时起到限流的作用。弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。

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下拉输入
就是把电压拉低，拉到GND。与上拉原理相似。

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只看该作者 · 2021-1-31 23:17

模拟输入
模拟输入是指传统方式的输入，数字输入是输入PCM数字信号，即0、1的二进制数字信号，通过数模转换，转换成模拟信号，经前级放大进入功率放大器，功率放大器还是模拟的。

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开漏输出
输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行，适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强（一般20mA以内）。开漏形式的电路有以下几个特点：

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1利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ，MOSFET到GND，IC内部仅需很小的栅极驱动电流。

只看该作者 · 2021-1-31 23:19

2一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。(上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度，阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。)

只看该作者 · 2021-1-31 23:19

OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大;反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。

只看该作者 · 2021-1-31 23:20

4可以将多个开漏输出的Pin连接到一条线上，通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为逻辑0，相当于接地，与之并联的回路“相当于被一根导线短路”，所以外电路逻辑电平便为0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑1。

只看该作者 · 2021-1-31 23:20

在一个结点(线)上，连接一个上拉电阻到电源VCC或VDD和n个NPN或NMOS晶体管的集电极C或漏极D，这些晶体管的发射极E或源极S都接到地线上，只要有一个晶体管饱和，这个结点(线)就被拉到地线电平上。因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS)，晶体管就会饱和，所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非NOR逻辑。如果这个结点后面加一个反相器，就是或OR逻辑。

只看该作者 · 2021-1-31 23:21

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开漏复用功能
可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）。端口必须配置成复用功能输出模式（推挽或开漏）.

只看该作者 · 2021-1-31 23:22

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推挽输出
可以输出高、低电平，连接数字器件；推挽结构一般是指两个三级管分别受到互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源低定。