嵌入式02 STM32 实验02 端口输入输出各4种模式

GPIO(General-purpose input/output 通用目的输入/输出端口)

电压（A模拟量）与电平（D数字量）

GPIO 8种工作模式（输入四种、输出四种）

1、GPIO_Mode_AIN 模拟输入

2、GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入

3、GPIO_Mode_IPD 下拉输入

4、GPIO_Mode_IPU 上拉输入

5、GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出

6、GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出

7、GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出

8、GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

一、模拟输入

黄色高亮部分表示数据的传输通道，阴影的部分不工作。

模拟输入是指传统方式的输入.数字输入是输入PCM数字信号,即0,1的二进制数字信号,通过数模转换,转换成模拟信号,经前级放大进入功率放大器,功率放大器还是模拟的。

二、浮空输入

图中施密特触发器是打开的，上下拉电阻断开，IO口的状态可以直接送到输入寄存器中，CPU可以直接读取输入寄存器。

三、下拉输入

下拉输入与前面的浮空输入模式相比，仅仅是在数据通道下部，接入一个下拉电阻，STM32中，该下拉电阻的阻值介于30-50K。

下拉输入就是把电压拉低，拉到GND。与上拉原理相似。

四、上拉输入

上拉输入与前面的浮空输入模式相比，仅仅是在数据通道上部，接入一个上拉电阻，STM32中，该上拉电阻的阻值介于30-50K。

上拉就是把电位拉高，比如拉到VDD。上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平！电阻同时起限流作用！弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分

五、开漏输出

如图，输出控制电路控制信号来源于CPU，当输出信号1，则PMOS不被激活，NMOS高阻，输出端口的电平由外部的上下拉电阻决定，当接上拉电阻，则端口为高电平，当接下拉电阻，则端口为低电平；当输出控制电路输出0，则PMOS不被激活，NMOS导通，则端口电平拉低到VSS上。

输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).

简言之：

输出 0 时，N-MOS 导通，P-MOS 不被激活，输出0。
输出 1 时，N-MOS 高阻， P-MOS 不被激活，输出1（需要外部上拉电路）；可以读IO输入电平变化，此模式可以把端口作为双向IO使用。

六、推挽输出

可以输出高,低电平,连接数字器件; 推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源低定。

简言之：

输出 0 时，N-MOS 导通，P-MOS 高阻，输出0。
输出 1 时，N-MOS 高阻，P-MOS 导通，输出1（不需要外部上拉电路）。

七、八、复用开漏输出/复用推挽输出

可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）。

复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能（I2C的SCL,SDA）（8）复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）

如图，输出控制电路信号来源于片上外设模块，当输出信号1，则PMOS导通，NMOS截止，输出端口的电平由外部的上下拉电阻决定，当接上拉电阻，则端口为高电平，当接下拉电阻，则端口为低电平；当输出控制电路输出0，则PMOS截止，NMOS导通，则端口电平拉低到VSS上。

输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).

输入保护电路

当输入信号电压为正时，且超过(VDD)+0.7V，D1导通，导通后，输入端的电压就稳定在(VDD)+0.7V了，而不会因输入信号电压增加而增加，就起到了保护作用。
同理，当输入信号电压为负时，且超过了(VSS)-0.7V，D2导通，输入端的电压也稳定在(VSS)-0.7V。
这样，只要设置VDD，VSS的电压大小，就可以确定运放输入端的保护电压大小

推挽和开漏可以参考该文章：https://blog.csdn.net/qq_27016651/article/details/83096126