STM32 GPIO工作模式详解：输入输出全解析

"GPIO的工作原理一，STM32F103ZET6介绍" STM32系列微控制器是意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款基于ARM Cortex-M内核的高性能MCU，其中STM32F103ZET6是一款拥有144个引脚、7组GPIO端口的型号，每组16个IO口，总计112个GPIO口。GPIO，通用输入输出，是微控制器与外部世界进行通信的重要接口。 GPIO的工作方式分为8种，包括4种输入模式和4种输出模式： 1. 输入模式： - 输入浮空：IO口不连接任何电阻，外部信号可以直接进入，但可能因线路噪声而产生不确定状态。 - 输入上拉：内部集成上拉电阻连接到VDD，提供稳定状态，即使外部未接信号，也能保证一定的电平。 - 输入下拉：内部集成下拉电阻连接到VSS，提供稳定低电平，即使外部未接信号，也能保证电平状态。 - 模拟输入：用于ADC（模拟-数字转换器）输入，上下拉电阻关闭，保持高阻抗，以接收模拟信号。 2. 输出模式： - 开漏输出：通过控制N沟道MOSFET，输出端不直接连接电源，需外接上拉电阻才能实现高电平输出。 - 开漏复用功能：在开漏输出的基础上，同时使用其他功能，如PWM。 - 推挽输出：内部有上拉和下拉电路，可以输出稳定的高电平或低电平。 - 推挽复用功能：在推挽输出的基础上，可以同时使用其他功能，如定时器。 在STM32中，GPIO口的工作速度可配置为三种级别：2MHz、10MHz和50MHz，以适应不同的应用场景。IO口内部结构包括输入数据寄存器IDR、输出数据寄存器ODR、配置寄存器等，通过这些寄存器可以设置GPIO的工作模式和状态。 对于输入模式，当选择浮空模式时，外部电平直接通过IO口进入，施密特触发器处理后送入IDR，CPU通过读取IDR来获取输入电平。输入上拉和下拉模式则通过内部上拉或下拉电阻稳定电平。模拟输入模式则关闭上下拉，保持高阻抗，适合ADC采样。 在输出模式中，开漏输出由CPU控制ODR决定N-MOS的开关状态，无内置上拉，需外接电阻。推挽输出则由CPU控制上拉和下拉电路，能直接输出高电平和低电平，无需外部电阻。 总结来说，STM32的GPIO功能强大且灵活，可以根据应用需求选择不同的输入输出模式，实现与外部设备的高效交互。理解并掌握GPIO的工作原理和配置方式，是进行STM32开发的基础。