STM32开发板例程讲解，GPIO的描述和配置，GPIO_IOTG例程精讲

只看该作者 · 2021-8-4 16:37

//gpio A组中的哪些引脚，什么模式速度

typedefstruct
{
  uint16_t GPIO_Pin;
  GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
  GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
}GPIO_InitTypeDef;

typedef enum
{
  GPIO_Speed_10MHz = 1,
  GPIO_Speed_2MHz,
  GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;

typedef enum
{ GPIO_Mode_AIN =0x0, //模拟输入
  GPIO_Mode_IN_FLOATING =0x04, //浮空输入
  GPIO_Mode_IPD =0x28, //下拉输入
  GPIO_Mode_IPU =0x48, //上拉输入
  GPIO_Mode_Out_OD =0x14,  //开漏输出
  GPIO_Mode_Out_PP =0x10,  //推挽输出
  GPIO_Mode_AF_OD =0x1C,  //开漏复用功能
  GPIO_Mode_AF_PP =0x18  //推挽复用功能
}GPIOMode_TypeDef;

库写的相当严谨使用了枚举，也可见IO 的功能之多性能之强~！

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化IO口配置结束。

只看该作者 · 2021-8-4 16:38

附注1：PLL(Phase Locked Loop)：为锁相回路或锁相环，用来统一整合时脉讯号，使内存能正确的存取资料。PLL用于振荡器中的反馈技术。许多电子设备要正常工作，通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步，利用锁相环路就可以实现这个目的。

只看该作者 · 2021-8-4 17:04

附注2：STM32的GPIO口的输出:开漏输出和推挽输出

只看该作者 · 2021-8-4 17:06

1、推挽输出与开漏输出的区别:

>>推挽输出：可以输出高,低电平,连接数字器件

>>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).

推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.
要实现线与需要用OC(open collector)门电路.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。

只看该作者 · 2021-8-4 17:09

当端口配置为输出时：

开漏模式：输出 0 时，N-MOS 导通，P-MOS 不被激活，输出0。

输出 1 时，N-MOS 高阻， P-MOS 不被激活，输出1（需要外部上拉电路），也就是说此模式下只有N-MOS对输出起作用；此模式可以把端口作为双向IO使用。

只看该作者 · 2021-8-4 17:11

推挽模式：输出 0 时，N-MOS 导通，P-MOS 高阻，输出0。

输出 1 时，N-MOS 高阻，P-MOS 导通，输出1（不需要外部上拉电路）。

简单来说，开漏是0的时候接GND ，1的时候浮空；推挽是0的时候接GND ，1的时候接VCC。

只看该作者 · 2021-8-4 17:18

2、开漏电路特点及应用

在电路设计时我们常常遇到开漏（open drain）和开集（open collector）的概念。所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。同理，开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。

只看该作者 · 2021-8-4 17:19

组成开漏形式的电路有以下几个特点：
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内部仅需很下的栅极驱动电流。

只看该作者 · 2021-8-4 17:24

2）可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。形成 “与逻辑” 关系。当PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为0了。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。

只看该作者 · 2021-8-4 17:26

3）可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。IC的逻辑电平由电源Vcc1决定，而输出高电平则由Vcc2决定。这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。

只看该作者 · 2021-8-4 17:29

4）开漏Pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平(因此对于经典的51单片机的P0口而言，要想做输入输出功能必须加外部上拉电阻，否则无法输出高电平逻辑)。

只看该作者 · 2021-8-4 17:39

5）标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路，才能具备双向输入、输出的能力。

只看该作者 · 2021-8-4 17:40

应用中需注意：
1）开漏和开集的原理类似，在许多应用中我们利用开集电路代替开漏电路。例如，某输入Pin要求由开漏电路驱动。则我们常见的驱动方式是利用一个三极管组成开集电路来驱动它，即方便又节省成本。
2）上拉电阻R pull-up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。反之亦然。

只看该作者 · 2021-8-4 17:40

Push-Pull输出就是一般所说的推挽输出，在CMOS电路里面Push-Pull输出更合适，因为在CMOS里面的push－pull输出能力不可能做得双极那么大。输出能力看IC内部输出极N管P管的面积。和开漏输出相比，push－pull的高低电平由IC的电源决定，不能简单的做逻辑操作等。 push－pull是现在CMOS电路里面用得最多的输出级设计方式。

只看该作者 · 2021-8-4 17:41

3、什么是OC、OD

集电极开路门(集电极开路 OC 或源极开路OD)
open-drain是漏极开路输出的意思，相当于集电极开路(open-collector)输出，即ttl中的集电极开路（oc）输出。一般用于线或、线与，也有的用于电流驱动。

只看该作者 · 2021-8-4 17:42

open-drain是对mos管而言，open-collector是对双极型管而言，在用法上没啥区别。
开漏形式的电路有以下几个特点：
1）利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。或驱动比芯片电源电压高的负载.

只看该作者 · 2021-8-4 17:46

2）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。如果作为图腾输出必须接上拉电阻。接容性负载时，下降延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。

只看该作者 · 2021-8-4 20:57

3）可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。例如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。

只看该作者 · 2021-8-4 21:01

4）开漏Pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平。一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的。

只看该作者 · 2021-8-4 21:03

5）正常的CMOS输出级是上、下两个管子，把上面的管子去掉就是OPEN-DRAIN了。这种输出的主要目的有两个：电平转换和线与。