STM32八种IO口模式区别

在Cortex-M3里,对于GPIO的配置种类有8种之多: 

(1)GPIO_Mode_AIN 模拟输入 

(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 

(3)GPIO_Mode_IPD 下拉输入 

(4)GPIO_Mode_IPU 上拉输入

 (5)GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出 

(6)GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出 

(7)GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出 

(8)GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出 

对于刚入门的新手,我想这几个概念是必须得搞清楚的,平时接触的最多的也就是推挽输出、开漏输出、上拉输入这三种,但一直未曾对这些做过归纳。因此,在这里做一个总结: 

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极管分别受两互补信 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。 

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。 详细理解: 

 

该图中左边的便是推挽输出模式,其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止,而上面NPN三极管导通,输出电平VS+;当比较器输出低电平时则恰恰相反,PNP三极管导通,输出和地相连,为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式,需要接上拉。 

浮空输入:对于浮空输入,一直没找到很权威的解释,只好从以下图中去理解了 

 

STM32八种IO口模式区别

由于浮空输入一般多用于外部按键输入,结合图上的输入部分电路,我理解为浮空输入状态下,IO的电平状态是不确定的,完全由外部输入决定,如果在该引脚悬空的情况下,读取该端口的电平是不确定的。 上拉输入/下拉输入/模拟输入:这几个概念很好理解,从字面便能轻易读懂。 

复用开漏输出、复用推挽输出: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) 

最后总结下使用情况: 在STM32中选用IO模式 

(1) 浮空输入_IN_FLOATING ——浮空输入,可以做KEY识别,RX1 (2)带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入 (3)带下拉输入_IPD—— IO内部下拉电阻输入 

(4) 模拟输入_AIN ——应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电 

(5)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 (6)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 (7)复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能(I2C的SCL,SDA) 

(8)复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS) STM32设置实例: 

(1)模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD,接上拉电阻,能够正确输出0和1;读值时先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高,然后可以读IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0); 

(2)如果是无上拉电阻,IO默认是高电平;需要读取IO的值,可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD;  

通常有5种方式使用某个引脚功能,它们的配置方式如下: 

1)作为普通GPIO输入:根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。 

2)作为普通GPIO输出:根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。 

3)作为普通模拟输入:配置该引脚为模拟输入模式,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。 4)作为内置外设的输入:根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入,同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。 

5)作为内置外设的输出:根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出,同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。  

注意如果有多个复用功能模块对应同一个引脚,只能使能其中之一,其它模块保持非使能状态。 stm32复位后,IO端口处于输入浮空状态. JTAG引脚复位以后,处于上拉或者下拉状态.  

所有IO端口都具有外部中断能力,端口必须配置成输入模式,才能使用外部中断功能.  

IO端口复用功能配置: 

对于复用功能输入,端口可以配置成任意输入模式或者复用功能输出模式. 对于复用功能输出,端口必须配置成复用功能输出 对于双向复用功能,端口必须配置成复用功能输出  

stm32的部分IO端口的复用功能可以重新映射成另外的复用功能.  

stm32具有GPIO锁定机制,即锁定GPIO配置,下次复位前不能再修改.  

当LSE振荡器关闭时,OSC32_IN和OSC32_OUT可以用作通用IO PC14和PC15. 

当进入待机模式或者备份域由Vbat供电,PC14,PC15功能丢失,该两个IO口线设置为模拟输入功能.  

OSC_IN和OSC_OUT可以重新映射为GPIO PD0,PD1.   

注意PD0,PD1用于输出地时候仅能用于50MHz输出模式.  

注意:PC13,PC14,PC15只能用于2MHz的输出模式,,最多只能带30pf的负载,并且同时只能使用一个引脚!

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