代码收藏家 STM32 GPIO输入输出模式详解：推挽输出、开漏输出、上拉输入、浮空输入等全解析
1. 上拉输入
整个图片分为上下两部分，输入模式对应上半部分，因此只看高亮处；
上拉输入即上面的开关闭合（接电源Vdd），下面的开关断开，当IO口啥都不接时，单片机读取到的就是Vdd，即高电平；（开关一般用MOS管来实现）
因此上拉输入默认读取的就是高电平，即ReadInputDataBit = 1;；
一般用于检测按键，例如按下按键，模拟检测电路（施密特触发器）就会检测到低电平，从而向单片机MCU传递低电平信号，即ReadInputDataBit = 0;
2. 下拉输入
3. 浮空输入（很少用）
上下开关都断开。
当IO口没有外部输入的时候，单片机读取到的值处于不确定状态，即浮动，一会儿1，一会儿0，
只有输入了一个高/低电平才会确定下来。
因此容易受到外部干扰；
4. 模拟输入
从图中可以看出，没有上下拉，也没有经过施密特触发器（用于将模拟信号转为0/1），直接把IO口电压传输给AD转换器。
因此该模式常用于外部输入电压检测，例如温度传感器、光照传感器；
5. 推挽输出
既可以输出高电平，也可以输出低电平；
所谓推挽输出的推，就是上面的pmos导通，电源Vdd直接接到了IO口给外设供电，电流从Vdd流向IO口，称之为“推”；
“挽”是挽回的挽，就是下面的nmos导通，GND（Vss）直接与IO相连，电流可以从IO口流向GND，称之为“挽”；（IO接地了，因此向外设输出低电平）
因此推和挽就是电流的流向；
万金油模式，可以用于驱动LED、蜂鸣器等；
6. 开漏输出
1. 前置知识：
开漏输出的“开”指的是开路，即pmos和nmos都断开，外设相当于什么都没接，就是开路；
“漏”指的是MOS管的漏极输出；
MOS管就像一个水龙头，栅极G就类似于一个水龙头开关，控制MOS管的导通与关断；
（导通原理：对于NMOS，当给栅极高电平时，电子被吸引到栅极附近形成N沟道，因此MOS管导通）
2. 开漏模式介绍
开漏输出有两种输出状态：
在开漏输出模式下，PMOS一直处于关断状态，只需要关注NMOS管；
（1） 当NMOS导通时，IO口接地，对外输出低电平：
（2）当NMOS也关断时，IO口什么都没接，即单片机输出高阻态
此时外设相当于接了个寂寞，也可以说是开路：
这样看来好像开漏输出没什么用，只能输出低电平，不能输出高电平。
但在某些场景下开漏输出很有用，例如I2C通信协议中，作为SCL和SDA的GPIO口设置必须设置为开漏模式。
由于从设备全部连接到一根线也就是SDA上，那么只要有一个输出低电平，SDA就就被拉低；
但是要想输出高电平怎么办？
方法是外接上拉电阻
3. 开漏模式优势和缺点
优点：
缺点：
7. 复用推挽输出
先理解一下“复用”：
复用推挽定义
复用推挽输出 是指将其功能设置为某个特定的复用功能，并将GPIO引脚配置为推挽输出模式
复用推挽模式下引脚的io的操作由相应的功能模块来完成，普通推挽表示你需要通过gpio寄存器来操作引脚
举例
例如STM32f103c8t6的PA9不仅可以作为普通的GPIO口，还可以作为USART1的TX端（即复用为TX端口）。只需要将PA9设置为复用推挽输出模式，片上外设USART和PA9连上了，就可以通过该端口发送数据了；
1. 为什么不设置为推挽输出？
2. 当PA9被配置为复用推挽输出时，单片机内部发生了什么？
GPIO_Mode_AF_PP）后，GPIO和USART模块在内部连接起来。USART模块的TX信号可以通过配置好的GPIO引脚输出，从而USART和GPIO引脚“打通”了。
8. 复用开漏输出
开启端口的复用功能，由片上外设控制IO口电平，且输出模式为开漏输出
例如配置硬件I2C时，SCL和SDA对应的引脚要配置为复用开漏输出模式，当配置为这种模式时，干了两件事
- 复用PAx为硬件I2C的SDA端口（将 片上外设—硬件I2C 的SDA与该端口打通了）
- 设置该引脚为开漏输出
相应的GPIO口要配置为复用开漏输出，也就是启用这个IO口的复用功能，不把他当成普通IO口用了。
此时由硬件I2C自己来控制IO口的高低电平，如下图
有几篇文章写的很不错：
http://t.csdnimg.cn/0aLy3
https://www.cnblogs.com/Wayne123/p/18114128
http://t.csdnimg.cn/Ofh3R
作者：nick9876
