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stm32 - GPIO

stm32 - GPIO

  • GPIO结构图
  • GPIO原理图
    • 输入
      • 上拉/下拉/浮空
      • 施密特触发器
      • 片上外设
    • 输出
      • 推挽/开漏/关闭输出方式
    • GPIO88种模式
      • 复用输出
  • GPIO寄存器
    • 端口配置寄存器_CRL
    • 端口输入数据寄存器_IDR
    • 端口输入数据寄存器_ODR
    • 端口位设置/清除寄存器_BSRR
    • 端口位清除寄存器_BRR
    • 端口配置锁定寄存器

GPIO结构图

GPIO全都挂载在APB2总线上的
每个GPIOA 都有16个引脚
寄存器：输入寄存器和输出寄存器，输出寄存器引脚输出电平，输入寄存器从引脚读取当前电平
每个寄存器有32位，但是每个寄存器都只对应16个引脚，所以只使用寄存器中的低16 位
驱动器负责增大信号的驱动能力
stm32 - GPIO_第1张图片

GPIO原理图

stm32 - GPIO_第2张图片

输入

上拉/下拉/浮空

stm32 - GPIO_第3张图片

为了给输入一个默认的输入电平
为了避免引脚悬空导致输入数据的不稳定，需要加上上拉电阻或下拉电阻
上拉电阻：浮空引脚，保证引脚的高电平
下拉电阻：浮空引脚，保证引脚的低电平

上拉输入：高电平输入
下拉输入：低电平输入

施密特触发器

对输入电压进行整形，防止干扰
如果输入电压大于某一阈值，输出就会瞬间升为高电平
如果输入电压小于某一阈值，输出就会瞬间降为低电平

stm32 - GPIO_第4张图片

片上外设

  • 模拟输入 ADC等
  • 复用输入 数字量

输出

  • 输出寄存器：写某一位控制某一个引脚（用位设置和位清楚寄存器更好）
  • 片上外设

推挽/开漏/关闭输出方式

stm32 - GPIO_第5张图片

  • 推挽输出

高低电平均有强驱动能力
P-MOS和N-MOS均有效
输出数据寄存器为1时，上管导通PMOS导通，下管NMOS断开，输出直接接到VDD，输出高电平
输出数据寄存器为0时，上管导通PMOS断开，下管NMOS导通，输出直接接到VSS，输出低电平

  • 开漏输出

低电平有强驱动能力，高电平没有驱动能力
P-MOS无效，N-MOS有效
输出数据寄存器为1时，上管导通PMOS无效，下管NMOS断开，输出相当于断开，相当于高阻模式
输出数据寄存器为0时，上管导通PMOS无效，下管NMOS导通，输出直接接到VSS，输出低电平

开漏输出接外部的上拉5V电源

  • 关闭输出

引脚配置为输入模式的时候
两个MOS管均无效

GPIO88种模式

stm32 - GPIO_第6张图片

复用输出

由片上外设进行输出

GPIO寄存器

端口配置寄存器_CRL

GPIOX_CRL
一共32位，每4位对应一个IO的配置，可配置8个引脚

端口输入数据寄存器_IDR

GPIOX_IDR
32位，低16位对应16个引脚

端口输入数据寄存器_ODR

GPIOX_ODR
32位，低16位对应16个引脚

端口位设置/清除寄存器_BSRR

GPIOX_BSRR
32位，高16位用于进行位清除，低16位用于进行位设置

端口位清除寄存器_BRR

32位，低16位用于进行位清除

端口配置锁定寄存器

端口锁定

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