STM32F10x GPIO引脚说明

此篇文章重点讨论STM32的GPIO的配置种类以及上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入的区别

经过学习STM32发现，GPIO有8种工作方式

输入模式：输入浮空、输入上拉、输入下拉、模拟输入

输出模式：开漏输出、开漏复用功能、推挽式输出、推挽式复用功能

输入模式参照图片来讲

浮空输入：浮空输入状态下上拉电阻和下拉电阻都是断开的，信号经过I/O端口——施密特触发器——输入数据寄存器——CPU读取

上拉输入：相比浮空输入状态，就是上拉电阻闭合（下拉电阻仍然处于断开状态）

下拉输入：相比浮空输入状态，就是下拉电阻闭合（上拉电阻仍然处于断开状态）

模拟输入：上拉电阻和下拉电阻都处于断开状态，并且信号不是经过施密特触发器，而是直接进入施密特触发器之前的模拟输入通道

输出模式也参照图片来讲：

开漏输出模式：其中1号区域，两个寄存器有两种读写方式，这个后面会介绍，这是关于寄存器的配置原因，对于输出驱动器部分，当输出控制电路输出逻辑1(高电平)时，外部的I/O端口输出的电平由外部电路决定，如果外部连接有上拉电阻，则输出高电平，如果接有下拉电阻，则输出低电平；当输出控制电路输出逻辑0（低电平）时，外部的电路不管是否接有上拉电阻还是下拉电阻，都输出低电平；所有应用开漏输出模式的时候想要输出高电平切记要加上拉电阻

开漏复用功能输出：此模式与开漏输出模式只有一个不同的地方，就是在1号区域，此模式是直接在复用功能输出引输出部分输出的

推挽输出模式：也是走的1、2、3、4号路线，其中在2号区域输出控制电路部分，如果输出逻辑1，则3号区域P-MOS导通，N-MOS截止，输出高电平（不管外部有没有上拉电阻）；如果输出逻辑0，则3号区域P-MOS截止，N-MOS导通，输出低电平（不管外部有没有上拉电阻和下拉电阻）

推挽复用功能输出：此模式与推挽输出模式不同的地方就是1号区域，此模式是直接在复用功能输出部分输出的

下面讲解一下输出模式与寄存器的关系

在STM32的参考手册中我们可以找到GPIOx_CRL和GPIOx_CRH寄存器，这两个寄存器功能相同，就是GPIOx_CRL是用来配置低8位（例：PA0_PA7）I/O口的，GPIOx_CRH是用来配置高8位(例：PA8_PA15)I/O口的

这是一个32位寄存器，每4位配置一个端口，例：第1位和第0位即MODE0[1:0]，用来设置Px0（PA0 or PB0 or PC0 and so on）是输入还是输出，第3位和第2位即CNF0[1:0]，用来选择Px0的输入或者输出的具体模式。

其中有一个地方值得注意，就是在输入模式下，CNFx=10的状态：上拉/下拉输入模式，到底是上拉输入模式还是下拉模式就要用到另一个寄存器GPIOx_ODR，并且这个寄存器对输入和输出有着不同的作用

这是一个32位寄存器，高16位保留，低16位每位对应Px的一个I/O口

在输入模式下，如果对应位置1，则为上拉输入；如果对应位置0，则为下拉输入

在输出模式下，如果对应位置0，则是要求输出端口输出默认输出高电平，注意：此处，若为开漏输出模式，若想输出高电平需要外界上拉电阻

具体对应关系见下表：

还有一个寄存器需要介绍，端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)

在输出模式下，可以通过配置这个寄存器决定到底是输出高电平还是低电平，低16位置1，则对应端口输出高电平，高16位置1，则对应端口输出低电平

这个寄存器就是上面讲解输出模式时的疑问

配置输出模式时，可以通过配置寄存器GPIOx_BSRR然后映射到寄存器GPIOx_ODR，也可以直接配置寄存器GPIOx_ODR，但是对于运行效率来说，还是通过GPIOx_BSRR映射到GPIOx_ODR效率更高。