代码收藏家 03：stm32的引脚GPIO
GPIO
1、芯片的引脚分布
STM32F103C8T6这款芯片一共有48个引脚，他们分为了特殊功能引脚和普通的IO引脚。其中特殊功能的引脚有如下几个：
如图：被红色框住的就是特殊功能的引脚，包括了3个供电引脚，晶振，复位，下载，启动配置。而被黑色框住的就是普通功能引脚，未被特化，可编程。
如STM32F103C8T6的最小系统板的引脚图所示，其中被红色框住的就是普通的引脚IO口，用于编程。
2、IO复用与重映射
如最小系统板的引脚功能图所示。引脚的输出分为通用功能，复用功能，和重映射功能。其中输入没有分为这些功能，输入分为上拉输入，下拉输入，浮空输入，模拟输入。
3、片上外设GPIO
3.1、GPIO的寄存器组
GPIO是控制引脚输入输出的片上外设，有GPIOA,GPIOB,GPIOC等等。芯片CPU和其他的片上外设与GPIO连接之间存在着GPIO寄存器，通过配置这些寄存器来控制IO引脚。
如图：GPIO寄存器有配置寄存器，一共有16个格子对应一组的16个引脚，每个格子用于配置一个引脚的参数，具体是什么不用了解。
输入寄存器IDR：它也是16个格子，对应的是一组的16个引脚，例如：如果IDR的最低位是0，则代表Px0引脚输入的是低电平。
输出寄存器ODR：它也是16个格子，对应的是一组的16个引脚，例如，给寄存器最低位写入1，则代表Px0引脚的输出高电平。
3.2、8种工作模式
GPIO一共有8种工作模式，分别为输出推挽，输出开漏，复用推挽，复用开漏。上拉输入，下拉输入，浮空输入，模拟输入。
通用输出推挽模式：
如图：
程序写1时：上面的开关闭合，下面的开关打开，上面PMOS导通，输出一个高电平。
程序写0时：上面的开关打开，下面的开关闭合，上面NMOS导通，输出一个低电平。
总结：程序写1，输出高电平。程序写0，输出低电平；所以0和1都有驱动引脚的能力。（程序写入，也就是写入输出寄存器ODR）
通用输出开漏模式：
如图：开漏模式时，上面的PMOS一直都是断开的状态。
当程序写0时：下面的NMOS闭合，输出一个低电平。
当程序写1时：下面的NMOS也断开，引脚输出是一个高阻抗状态。
总结：程序写1时，引脚为高阻抗，程序写0时，引脚输出低电平；所以只有0才有驱动能力【注】当引脚为高阻抗时，引脚也可以作为输入状态。
当工作在上拉模式时：上拉电阻的开关闭合，下拉电阻开关断开。
当IO端口输入0时：寄存器IDR读取为0
当IO端口输入1时：寄存器IDR读取为1
当IO端口悬空时： 寄存器IDR读取为1
当工作在下拉模式时：上拉电阻的开关断开，下拉电阻开关闭合。
当IO端口输入0时：寄存器IDR读取为0
当IO端口输入1时：寄存器IDR读取为1
当IO端口悬空时： 寄存器IDR读取为0
当工作在浮空模式时：上拉电阻的开关断开，下拉电阻开关断开。
当IO端口输入0时：寄存器IDR读取为0
当IO端口输入1时：寄存器IDR读取为1
当IO端口悬空时： 寄存器IDR读取不确定，容易被外部电磁波干扰
主要作用于片上外设ADC（模数转换）
3.3、最大输出速度
最大输出速度：IO允许输出电平的最大切换频率。当输出寄存器写1时，引脚不会立马变为高电平，它有个缓冲时间（图中的上升时间和下降时间）。而这个时间我们可以通过程序来改变，一般有3个挡位。
而stm32的最大输出速度有3个挡位：2MHZ，10MHZ，50MHZ。频率最大，上升时间和下降时间越小，输出速度就越快，功耗就越大。
3.4、GPIO的内部结构
上半部分的红色框里面的寄存器是IO输入部分。
下半部分的蓝色框里面的寄存器是IO输出部分。
作者：浅陌pa
