STM32 GPIO（通用输入/输出）外设详解

一、什么是GPIO？

        GPIO全称General Purpose Input Output（通用输入/输出），可以配置8种输入/输出模式，在输入模式下，可以读取对应引脚端口的高低电平或电压，主要用于读取按键输入、读取传感器数据等；在输出模式下，可以控制对应引脚端口的高低电平或电压，主要用于点亮LED、驱动蜂鸣器等。

二、八种输入/输出模式

1、模拟输入(GPIO_Mode_AIN )

        此时上拉电阻和下拉电阻关闭，信号不需要通过施密特触发器（施密特触发器主要用于数字输入信号的去抖），P-MOS和N-MOS不导通。

        此时I/O引脚直接通过模拟输入进入片上外设，主要用于模拟信号的输入/输出，如连接模拟数字转换器（ADC）或数字模拟转换器（DAC）等。 

2、浮空输入（GPIO_Mode_IN_FLOATING） 

        此时上拉电阻和下拉电阻关闭，信号直接通过施密特触发器，P-MOS和N-MOS不导通。

        此时I/O引脚信号不受到来自上拉电阻和下拉电阻的作用，直接通过施密特触发器去抖然后读出，在空闲时，IO引脚的电平不确定，容易受到外部设备的影响。

3、下拉输入（GPIO_Mode_IPD） 

        此时上拉电阻关闭，下拉电阻打开，信号受到下拉电阻作用，直接通过施密特触发器，P-MOS和N-MOS不导通。

        此时I/O引脚信号受到来自下拉电阻的作用，在空闲时，I/O引脚呈现低电平状态。

4、上拉输入（GPIO_Mode_IPU）

        此时上拉电阻打开，下拉电阻闭合，施密特触发器打开，P-MOS和N-MOS不导通。

        在空闲时，IO口呈现高电平状态。

5、开漏输出（GPIO_Mode_Out_OD ） 

        此时信号通过输出数据寄存器写入，通过N-MOS输出至I/O引脚。

        此时P-MOS始终不导通，所以I/O引脚不能输出高电平，必须有外部或内部上拉电阻才能实现输出高电平。

 6、推挽输出（GPIO_Mode_Out_PP ）

        此时P-MOS和N-MOS均可导通，I/O引脚即可输出高电平也可以输出低电平，具有比较强的驱动能能力。

 7、复用开漏输出（GPIO_Mode_AF_OD）

        信号通过复用功能输出自片上外设，与开漏输出相仿，P-MOS闭合，N-MOS导通，不能直接输出高电平，必须有外部（或内部）上拉电阻才能实现输出高电平。此外，该模式下的输出通常由其他外设控制。

8、 复用推挽输出（GPIO_Mode_AF_PP）

        信号通过复用功能输出自片上外设，与推挽输出相仿，N-MOS和P-MOS导通，能够直接输出高低电平，具有比较强的驱动能力，适用于与其他外设协同工作的场景。 

 三、常用库函数

        记录一下我自己常用的GPIO库函数。

1、GPIO_DeInit

        该函数参数只有一个GPIOx，作用是重置GPIOx的值。

2、GPIO_Init

        第一个参数是GPIOx，第二个参数是GPIO结构体（通过GPIO_InitTypeDef建立）的指针，用于初始化GPIO端口。

3、 GPIO_ReadInputDataBit

        第一个参数是GPIOx，第二个参数是引脚（0-15），检测指定引脚输入的电平并返回一个uint8_t的值。

4、GPIO_ReadInputData 

        只有一个参数GPIOx，检测指定IO端口的输入电平并返回一个uint_16_t的值。

5、GPIO_ReadOutputDataBit

        第一个参数是GPIOx，第二个参数是引脚（0-15），检测指定引脚输出的电平并返回一个uint8_t的值。 

6、GPIO_ReadOutputData

        第一个参数是GPIOx，第二个参数是引脚（0-15），检测指定引脚输出的电平并返回一个uint8_t的值。 

7、GPIO_SetBits

        指定引脚置低电平 。

 8、GPIO_ReSetBits

        指定引脚置高电平。

9、 GPIO_WriteBit

        第一个参数是GPIOx，第二个参数是指定引脚，第三个参数是要写入的电平状态。

作者：精神错乱咕哒子