STM32-(基于STM32F4)-GPIO基本结构-输入/输出模式

GPIO基本结构

M4的IO口基本结构

特性

输入通道

• 保护二极管: 起到了保护的作用
  • 标准3.3V
  • 可以容忍5V的输入
• 上拉和下拉电阻 : 在M4框图中上拉和下拉放到了外部,这样输入和输出都可以使用
• 施密特触发器
  • 当使用模拟输入时候 施密特触发器处于关闭状态
  • 输入值不是模拟量时候,施密特触发器就会打开
    • 复用功能输入 : IO口可以作为复用功能,不浪费资源
      • 当输入是串口等数据时候会走复用功能输入
      • 当输入为GPIO的时候 会走输入数据寄存器
    • 输入数据寄存器 : CPU会直接到输入数据寄存器中读取高低电平

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输出通道

• MOS管
  • 为什么使用MOS管 : 输出电流大
  • P-MOS : 如果想输出高电平,则导通N-MOS管
  • N-MOS : 如果想输出低电平,则导通N-MOS管
• 输出控制 : 控制MOS管的高低电平
  • 由复用功能输出和输出数据寄存器来控制的

4种输入模式

输入浮空

输入浮空状态的 上拉电阻和下拉电阻全部都是浮空状态, 输入的数据完全是由外部决定的

输入浮空原理图

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输入上拉

上拉电阻导通, 强制给输入信号一个高电平

输入上拉原理图

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输入下拉

强制给输入信号一个低电平

输入下拉原理图

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模拟模式

当输入为模拟模式时候,施密特触发器处于关闭状态, 直接通过模拟通道和片上外设相连

模拟模式原理图

4种输出模式

开漏输出模式

开漏输出模式 没有P-MOS管

cpu -> 寄存器 -> 输出控制电路 ->N-MOS -> 端口

开漏输出模式原理图

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开漏复用输出模式

开漏复用输出模式 没有P-MOS管

从复用功能输出发出信号 -> 输出控制电路 -> N-MOS -> 端口

开漏复用模式输出原理图

推挽输出模式

相比开漏输出,增加了P-MOS管道

推挽输出模式原理图

推挽复用输出模式

和开漏复用模式输出 多出了P-MOS管

推挽复用输出模式原理图

总结

输入模式

• 输入浮空：没有强制控制输入值，输入值完全是有外部决定
• 输入上拉：强制将输入值锁定在高电平
• 输入下拉：强制将输入值锁定在低电平
• 模拟模式：关闭施密特触发器，不走输入寄存器，直接从模拟通道走

输出模式

• 开漏输出模式：使用CPU对寄存器修改，不输出高电平
• 开漏复用输出模式：使用复用接口来输出， 不输出高电平
• 推挽输出模式：使用CPU对寄存器修改，可输出高电平和低电平
• 推挽复用输出模式：使用复用接口来输出， 可输出高电平和低电平