大家好，我是知微！

學(xué)習(xí)過單片機(jī)的小伙伴對(duì)GPIO肯定不陌生，GPIO （general purpose input output）是通用輸入輸出端口的簡(jiǎn)稱，通俗來講就是單片機(jī)上的引腳。

在STM32中，GPIO的工作模式被細(xì)分為8種，對(duì)于初學(xué)者來講，要理解它們可太難了！

誒誒誒，給個(gè)機(jī)會(huì)，先別急著退出哈！

這不是有我在呢，跟著這篇文章學(xué)習(xí)，保證你幾分鐘時(shí)間就能輕松掌握這8種工作模式。

那么，好戲開始咯！

輸入輸出

首先，我們先要知道一個(gè)概念，GPIO的輸入輸出都是相對(duì)于MCU(單片機(jī))來說的。

• MCU給引腳信號(hào)，稱之為輸出
• MCU接收引腳給過來的信號(hào)，則叫做輸入。

知道這個(gè)之后，我們就可以進(jìn)行下一步了，先從輸出說起。

四種輸出模式

1、 推挽輸出

我第一次聽到推挽這個(gè)詞的時(shí)候，一臉懵逼，啥玩意兒啊！其實(shí)看英文反而好理解，push-pull，也就是推拉的意思。

這個(gè)叫做推

這個(gè)叫做挽

• 推挽輸出模式下，GPIO可以輸出高電平，也可以輸出低電平。

• 當(dāng)輸出高電平時(shí)，P-MOS導(dǎo)通，電流按下圖箭頭所示流出去，稱之為推，把電流推出去。

• 當(dāng)輸出低電平時(shí)，N-MOS導(dǎo)通，電流按下圖箭頭所示流進(jìn)來，稱之為挽，把電流挽回來。

應(yīng)用場(chǎng)景：適用于通用的數(shù)字輸出場(chǎng)景，如點(diǎn)亮LED燈

2、開漏輸出

這又是一個(gè)不好理解的詞，開漏，是不是什么東西開了，然后漏出來了？

其實(shí)不是這樣的，開是開路的意思。開路表示電路中存在一個(gè)斷鏈，電流無法從一個(gè)點(diǎn)流到另一個(gè)點(diǎn)。

那么肯定有小伙伴會(huì)有疑問，開路和斷路有啥區(qū)別？

這里簡(jiǎn)單說明一下：

• 開路表示電路中不存在電流流動(dòng)；

• 斷路表示電路中某一部分不通過電流流動(dòng)，但是電路中仍然存在其他電流流動(dòng)的路徑

好了，話題不扯遠(yuǎn)了，繼續(xù)說開漏中的漏。

我們知道，MOS管的三個(gè)極分別是柵極(G)、源極(S)和漏極(D)。這里的漏就是MOS三個(gè)極中的漏極。

• 開漏輸出模式下，GPIO可以輸出低電平，也可以輸出高阻態(tài)。在此模式下，P-MOS始終處于關(guān)斷狀態(tài)。

• 當(dāng)輸出控制器將P-MOS關(guān)斷、N-MOS導(dǎo)通時(shí)，此時(shí)輸出接VSS，輸出低電平

• 當(dāng)輸出控制器將P-MOS關(guān)斷、N-MOS關(guān)斷時(shí)，相當(dāng)于什么都沒接，此時(shí)輸出浮空，相對(duì)于其它點(diǎn)的電阻無窮大，呈現(xiàn)高阻態(tài)，可以理解為開路

應(yīng)用場(chǎng)景：適用于多個(gè)設(shè)備共享同一信號(hào)線，如I2C通信協(xié)議

3、復(fù)用推挽輸出

• 和推挽輸出同理，只不過此時(shí)的輸出控制器由片上外設(shè)控制

應(yīng)用場(chǎng)景：允許GPIO引腳用于微控制器的特定功能，如SPI、I2C、USART等接口，同時(shí)保持推挽輸出的特性

4、復(fù)用開漏輸出

• 和開漏輸出同理，只不過此時(shí)的輸出控制器由片上外設(shè)控制

應(yīng)用場(chǎng)景：適用于復(fù)用功能接口，且需要多設(shè)備共享通訊總線（如I2C）的場(chǎng)景

四種輸入模式

1、上拉輸入

你可以把輸入驅(qū)動(dòng)器框中，跟VDD和VSS連接的電阻，想象成兩個(gè)彈簧。

當(dāng)VDD的開關(guān)閉合時(shí)，上拉電阻接通VDD，此時(shí)彈簧向上拉。

可以讀取I/O引腳狀態(tài)，默認(rèn)為高電平。

應(yīng)用場(chǎng)景：常用于矩陣鍵盤或按鈕輸入

2、下拉輸入

當(dāng)VSS的開關(guān)閉合時(shí)，下拉電阻接通VSS，此時(shí)彈簧向下拉。

可以讀取I/O引腳狀態(tài)，默認(rèn)為低電平。

應(yīng)用場(chǎng)景：如按鈕開關(guān)連接到地時(shí)的檢測(cè)

3、浮空輸入

當(dāng)VDD和VSS的開關(guān)都斷開時(shí)，此時(shí)彈簧既不向上拉，也不向下拉，處于一種懸空的狀態(tài)。

浮空輸入狀態(tài)下，讀取該端口的電平是不確定的。

應(yīng)用場(chǎng)景：常用于接收來自開關(guān)、鍵盤或其他數(shù)字接口的信號(hào)

4、模擬輸入

從圖示可以看到，之前的3種模式，輸入的信號(hào)都經(jīng)過了TTL施密特觸發(fā)器，把緩慢變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成階段變化的數(shù)字信號(hào)。而這種模式，信號(hào)沒有經(jīng)過施密特觸發(fā)器，直接接到片上外設(shè)。

相較于其他輸入模式只能讀取到邏輯高/低電平（數(shù)字量），該模式能讀取到細(xì)微變化的值（模擬量）。

通俗來講就是，別的模式只能讀取0和1，而模擬輸入可以讀取到0-1的變化區(qū)間。

主要應(yīng)用：讀取來自傳感器（如溫度傳感器、電位計(jì)）的模擬信號(hào)

好了，STM32的8種GPIO端口模式的介紹到這里就結(jié)束了，看完之后是不是對(duì)這些概念清晰多了。

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