STM32F103 GPIO详解：输入输出模式解析

"STM32F103的GPIO基础知识详解，包括GPIO的定义、引脚数量、工作模式以及推挽输出、开漏输出、复用功能和输入模式的介绍。" STM32F12系列是意法半导体（STMicroelectronics）生产的一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，广泛应用在各种嵌入式系统中。GPIO（General Purpose Input/Output）是STM32F103中重要的外围接口，用于接收和发送数字信号，以感知外部环境并控制外部设备。 STM32F103ZET6拥有144个引脚，其中一部分为电源、晶振、复位和下载等基本功能所用，剩下的引脚作为GPIO使用。STM32将GPIO引脚分为7组，每组包含16个引脚，总共112个引脚可供用户分配为GPIO功能。 GPIO的工作模式非常灵活，共8种模式，主要包括4种输出模式和4种输入模式： 1. **推挽输出（Push-Pull Output）**：在这种模式下，GPIO可以输出高电平（VDD）或低电平（VSS），具有较强的驱动能力，适合驱动负载。推挽输出的优势在于能直接控制输出的电平状态，无需外部元件辅助。 2. **开漏输出（Open-Drain Output）**：与推挽输出不同，开漏输出仅能输出低电平，要输出高电平需要外接上拉电阻。这种模式的优点在于可以利用外部电路的驱动能力，实现电平转换，同时方便实现逻辑“与”操作。 3. **复用推挽输出（Alternate Function Push-Pull）**：在保持GPIO基本功能的同时，可以将GPIO配置为其他片上外设如USART、I2C或SPI的专用引脚。但需要注意的是，当设置为复用开漏输出时，仍需外接上拉电阻。 4. **复用开漏输出（Alternate Function Open-Drain）**：与复用推挽输出类似，但输出为开漏形式，同样需要外部上拉电阻。 5. **上拉输入（Pull-Up Input）**：在没有外部信号输入时，通过内部上拉电阻使GPIO处于高电平状态。这种模式适用于外接不确定信号或需要防静电干扰的场合。 6. **下拉输入（Pull-Down Input）**：与上拉输入相反，通过内部下拉电阻使GPIO在无外部信号时处于低电平。 7. **浮空输入（Floating Input）**：无内部上拉或下拉电阻，输入状态由外部电路决定，容易受噪声干扰。 8. **模拟输入（Analog Input）**：将GPIO设置为模拟输入模式，可作为ADC（模拟数字转换器）的输入，用于读取模拟信号。 理解并掌握STM32F103的GPIO工作模式对于开发基于该芯片的嵌入式系统至关重要，因为它直接影响到系统的输入输出性能和功能扩展。开发者可以根据实际需求选择合适的GPIO模式，以实现高效、可靠的系统设计。