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首页实现低功耗STM32的GPIO配置方法
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目录 AN4899
2/31 DocID029601 Rev 1 [English Rev 1]
目录
1 文档约定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1 词汇表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 寄存器缩写 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2GPIO 主要特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3GPIO功能说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.1 GPIO缩写 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2 GPIO等效原理图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.3 GPIO模式描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3.1 输入模式配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3.2 输出模式配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3.3 复用功能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3.4 模拟配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4GPIO电气特性与定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.1 GPIO一般信息 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.1.1 焊盘泄漏电流(Ilkg) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.1.2 注入电流(IINJ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4.1.3 GPIO电流消耗 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.1.4 电压输出和电流驱动 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.1.5 上拉电阻计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.2 三伏容限和五伏容限 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2.1 三伏容限GPIO(TT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2.2 五伏容限GPIO(TT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.3 五伏容限应用示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3.1 白色LED驱动器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3.2 三端双向可控硅驱动器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.3.3 I
2
C应用程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.3.4 UART应用程序 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3.5 USB VBUS示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3.6 五伏ADC转换的I/O使用情况 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5GPIO硬件指南 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
DocID029601 Rev 1 [English Rev 1] 3/31
AN4899 目录
3
5.1 避免悬空未使用的引脚 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.2 交叉电压域泄漏 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.3 没有VDD供电时的电压保护 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.4 无负载漏极开路输出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.5 使用MCO时钟输出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.6 调试引脚默认具有PU或PD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.7 NRST引脚不能用作使能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.8 VBAT GPIO的电流强度有限 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.9 BOOT0 引脚 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6 实现功耗优化的GPIO软件指南 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.1 将未使用的GPIO输入配置为模拟输入 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.2 调节GPIO速度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.3 不使用时禁用GPIO寄存器时钟 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.4 进入低功耗模式时配置GPIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
6.5 退出关机模式(仅限STM32L4系列和STM32L4+系列) . . . . . . . . . . . . . 27
7GPIO选型指南和配置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8 版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
表格索引 AN4899
4/31 DocID029601 Rev 1 [English Rev 1]
表格索引
表1. GPIO结构列表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
表2. 文档版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
表3. 中文文档版本历史 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
DocID029601 Rev 1 [English Rev 1] 5/31
AN4899 图片索引
5
图片索引
图1. 三伏兼容的GPIO结构(TC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
图2. 三伏或五伏容限GPIO结构(TT或FT). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
图3. 输出缓冲器和电流 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
图4. 逻辑电平兼容性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
图5. STM32电流根据输出电压电平 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
图6. 白色LED驱动器连接示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
图7. 三端双向可控硅驱动器连接示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
图8. I
2
C连接示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
图9. 5 V至3.3 V电源示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
图10. UART连接示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
图11. USB VBUS连接示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
图12. VBUS连接VDD电源示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
图13. 五伏ADC转换示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
图14. 五伏ADC转换应变方法示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
图15. 多电压泄漏示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
图16. 不提供VDD时的电压保护 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
图17. 无负载漏极开路输出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
图18. GPIO配置流程图(第1页,共2页) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
图19. GPIO配置流程图(第2页,共2页) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
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