STM32 IO口的八种模式使用小结

/** 
  * @brief  Configuration Mode enumeration  
  */

typedef enum
{ GPIO_Mode_AIN = 0x0,   //模拟输入
  GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04,    //浮空输入
  GPIO_Mode_IPD = 0x28,    //下拉输入
  GPIO_Mode_IPU = 0x48,   //上拉输入
  GPIO_Mode_Out_OD = 0x14,    //开漏输出
  GPIO_Mode_Out_PP = 0x10,   //推挽输出
  GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C,    //复用开漏输出
  GPIO_Mode_AF_PP = 0x18   //复用推挽输出
}GPIOMode_TypeDef;

1. 推挽输出

：可以输出高电平，也可以输出低电平，结构是两个三极管分别受两个互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止，高电平由IC电源确定；
推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽的方式存在于电路中，各负责正负半周的波形放大任务，电路工作时两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以损耗小效率高，输出既可以向负载灌电流也可以向负载抽取电流；

• 开漏输出
  输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要使用上拉电阻才行，适用于做电流型的驱动，其吸收能力相对较强(一般20ma以内)
  开漏的特点：
  利用外部电流的驱动能力，减少IC内部的驱动，当IC内部的MOSFET导通的时候，驱动电流是从外部的VCC流经 R pull-up，MOSFET到GND。IC内部仅需要很小的栅极驱动电流。
  一般来说 开漏是用来连接不同电平的元器件，匹配电平使用的。因为开漏输出的引脚在不连接外部的上拉电阻的时候，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能需要加上上拉电阻，很好的一个有点就是可以通过改变上拉电源的电压，便可以改变输出电平，比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平的输出等，（上拉电阻的组织决定了逻辑电平转换速度，阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的阻值要结合实际情况选优）；
  OPEN-DRAIN 提供了灵活的输出方式，但是也有弱点，就是在上升沿的时候会有延时，因为上升沿是通过外接无源上拉电阻对负载进行充电实现的，所以当电阻选择小的时候延时就小，但是功耗大，反之延时大功耗小，如果对延时有要求，则建议使用下降沿输出。
  可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上，通过一个上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成”与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用的原理；

• 浮空输入
  由于浮空输入一般多用于外部按键输入，在浮空输入的状态下，IO口的电平状态是不确定的，如果在该引脚悬空的，读取端口的电平状态是不确定的

• 复用开漏输出、复用推挽输出：可以理解为GPIO被作为第二功能使用的时候的配置情况；

• 总结：
• 浮空输如：可以做Key识别 ，RX
• 上拉输入 内部有上电阻
• 下拉输入 内部有下拉电阻
• 模拟输入 应用ADC模拟输入，或者低电平状态下有电
• 开漏输出 IO口输出0接地 IO口输出1 悬空 需要上拉电阻才能实现输出高电平，可以读取IO输入电平的变化实现C51的IO的双向功能；
• 推挽输出 IO输出0接地 IO输出1接VCC 读输入值是未知的
• 复用功能推挽输出 片内外设功能 (I2C的SCL,SDA USART TX)
• 复用开漏输出 片内外设功能 （TX1，MOSI,MISO,SCK,SS）

使用的实例：
模拟I2C使用开漏输出的时候，接上拉电阻，能够实现0和1的输出，读值的时候先GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0); 拉高，然后在读取IO口的值，GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);

如果无上拉电阻，IO口默认是高电平；需要读取IO口的值，可以使用带上拉电阻的IPU和浮空输入和开漏输出

通常的五种方法使能一个引脚的IO口，作为普通GPIO输入输出：根据需要配置引脚，同时不要使能该引脚的多有的复用功能模块
作为普通模拟输入：配置该IO口为模拟输入模式，同时不要使能该引脚对应的所有的复用功能模块
作为内置外设的输入的设置：根据需要配置该引脚为 浮空输入 带弱上拉输入或者带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块；
作为内置外设输出：根据需要配置该引脚为复用推挽输出或则复用开漏输出，同时使能该引脚对用德尔复用功能模块