STM32与GPIO的8种工作模式详解

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简单理解GPIO

GPIO的8种工作模式（4种输入+4种输出）

上拉输入模式（GPIO_Mode_IPU）

下拉输入模式（GPIO_Mode_IPD）

浮空输入模式（GPIO_Mode_IN_FLOATING）

模拟输入模式（GPIO_Mode_AIN）

推挽输出模式（GPIO_Mode_OUT_PP）

开漏输出模式（GPIO_Mode_OUT_OD）

复用推挽输出模式（GPIO_Mode_AF_PP）

复用开漏输出模式（GPIO_Mode_AF_OD）

复用功能

简单理解施密特触发器

简单理解GPIO

GPIO （通用输入输出端口）是单片机上的一组引脚，可以被编程用来作为输入或输出。

作为输入：GPIO引脚可以配置为读取外部信号的状态。

作为输出：GPIO引脚可以配置为向外部设备发送信号。

GPIO的8种工作模式（4种输入+4种输出）

上拉输入模式（GPIO_Mode_IPU）

内部上拉电阻将GPIO引脚电平拉高，引脚保持高电平。当外部电路提供低于阈值的电压时引脚拉低为低电平。

应用场景：内部上拉电阻将默认电平拉高，用于检测低电平触发信号（如低电平触发按键等）。

下拉输入模式（GPIO_Mode_IPD）

内部下拉电阻将GPIO引脚电平拉低，引脚保持低电平。当外部电路提供高于阈值的电压时引脚拉高为高电平。

应用场景：内部下拉电阻将默认电平拉低，用于检测高电平触发信号（如红外接收头信号/外部高脉冲信号等）。

浮空输入模式（GPIO_Mode_IN_FLOATING）

GPIO引脚不连接内部上/下拉电阻，直接读取外部信号，需外部电路确保信号稳定。

应用场景：外部信号已自带上下拉或高驱动能力信号（如读取UART的RX信号等）。

模拟输入模式（GPIO_Mode_AIN）

GPIO引脚直接与内部的模拟电路相连，用于接收连续变化的模拟信号（ADC采集）。

应用场景：禁用数字逻辑，直接连接ADC或DAC，模拟信号采集（如温度传感器的模拟信号）。

推挽输出模式（GPIO_Mode_OUT_PP）

输出数据寄存器在输出高电平时，P-MOS管工作，引脚输出高电平；输出低电平时N-MOS管工作，引脚输出低电平。

应用场景：数字输出，直接驱动负载（如LED闪烁项目/驱动蜂鸣器等）。

开漏输出模式（GPIO_Mode_OUT_OD）

输出低电平时，N-MOS管工作引脚输出低电平；输出高电平时，引脚处于高阻态，需要外部接上拉电阻才能实现高电平输出。

应用场景：需要双向通信或电平转换的场景；（如I2C的SDA/SCL线、驱动5V设备（STM32的3.3V GPIO通过外部上拉至5V）等）

复用推挽输出模式（GPIO_Mode_AF_PP）

GPIO引脚的控制权交给其他外设模块，同时保持推挽输出的特性。

应用场景：外设功能+推挽输出（如USART的TX引脚、PWM输出等）。

复用开漏输出模式（GPIO_Mode_AF_OD）

GPIO引脚的控制权交给其他外设模块，同时保持开漏输出的特性。

应用场景：外设功能+开漏模式（如I2C通信、CAN的TX/RX线）。

注意：在选择工作模式时，需根据实际情况选择，部分外设并非只能指定一种工作模式。

复用功能

指STM32单片机上的其他外设对GPIO引脚进行控制。

对于输入：在复用功能输入时，GPIO的信号传输至STM32片上外设，由片上外设读取该引脚的状态（例如：在使用USART串口接收数据时，将接收数据的GPIO配置为USART串口的复用功能，就可以由串口通过该引脚接收数据）。

对于输出：来自边上外设的复用功能输出信号也连接到双MOS管结构的输入，红色框选处作为开关选择（例如：在使用USART串口发送数据时，将发送数据的GPIO配置为USART串口的复用功能，此时就可以由串口控制该引脚发送数据）。

简单理解施密特触发器

一种具有迟滞特性的电子电路，双阈值电压（输入电压超过正向阈值电压则输出高电平，输入电压低于负向阈值电压则输出低电平，输入电压处于正向阈值电压和负向阈值电压之间则保持原有电压），能有效消除信号抖动，抗干扰能力强。

注：以上内容仅个人理解，不具备唯一性和绝对正确性，仅供参考。

作者：别卷了，累了就睡会吧