STM32 GPIO的几种工作模式

介绍STM32 GPIO的几种工作模式

1、输出模式

   STM32的引脚输出有两种方式：
      1、推挽输出
      2、开漏输出

1.1 推挽输出

    当引脚设置为推挽输出时，P-MOS和N-MOS共同配合工作。
    当使用HAL库

//该函数的作用就是将P-MOS导通，N-MOS关闭
HAL_GPIO_WritePin(XXX, XXX, 1);
1
2

//该函数的作用就是将P-MOS关闭，N-MOS导通
HAL_GPIO_WritePin(XXX, XXX, 0);
1
2

    如上图，当led1的一端接地，另一端接stm32的一个引脚，此时我们可以用推挽输出，输出高低电平来控制小灯的亮灭。

1.2、开漏输出

    开漏输出下，只有N-MOS工作，P-MOS一直处于断开状态。

//N-MOS断开
HAL_GPIO_WritePin(XXX, XXX, 1);
1
2

    整个IO口内部处于高阻态，或者说断路，不对外输出电平。

//N-MOS导通
HAL_GPIO_WritePin(XXX, XXX, 0);
1
2

    IO口对外输出低电平。

    如上图，当led2的一端接5v，另一端接在mcu的引脚上。我们可以使用开漏输出控制小灯的亮灭。当write 1时，断路，小灯灭。write 0 时小灯左侧接地右侧接5v，亮。

1.3、输出模式总结

    1、推挽输出小灯是由来自芯片的电压所驱动。
    2、开漏输出没有驱动能力，必须依靠外部的电压源来进行驱动小灯亮灭。

2、输入模式

    框图如下：

    1、外部电流经引脚向内流入首先经过一对上下拉电阻。继续前进会经过肖特基触发器，或者说斯密特触发器。其作用是稳定电平。
    2、斯密特触发器：会有高参考电压和低参考电压。当高于高参考电压会被单片机认为是高电平1，低于低参考电压会被单片机认为是低电平0。如果在两者中间，则维持上次电平不变。
    3、继续前进，该值就会被写入输入数据寄存器。当调用HAL库HAL_GPIO_ReadPin函数时就会读走该值。

2.1、上拉输入

    上拉电阻使能。

2.2、下拉输入

    下拉电阻使能。

2.3、浮空输入

    上下拉电阻都关闭。

2.4、模拟输入

    该模式下是为了读取输入电压的具体数值（ADC）， 所以上面框图中在斯密特触发器之前就走向了另一个分支。

3、测试

    如上原理图，LED的一脚VCC 3.3V，另一脚接在stm32的PC13上。按键K1接在stm32的PB14上，外部上拉。我们实现按键按下小灯亮，再按下小灯熄灭。

3.1、STM32CubeIDE配置

    新建STM32工程，我这里使用STLINK，配置SW接口用于烧录程序。


    ctrl + s 快捷键保存生成代码。

3.2、coding

    如上图，调用HAL_GPIO_ReadPin会去读取按键脚对应的IDR寄存器获取引脚电平状态，来判断按键是否按下。调用HAL_GPIO_TogglePin对BSRR寄存器操作，实现引脚电平翻转。即可实现按下小灯熄灭活点亮。

4、STM32 GPIO 相关寄存器介绍

4.1、GPIO->ODR寄存器

    可读可写。低16位，对应位写1输出高电平，写0输出低电平。高16位保留。

4.2、GPIO->BSRR寄存器

    只写寄存器，32位，既能控制管教为低电平，也能控制管教为高电平。

43、GPIO->BRR寄存器

    端口位清除寄存器，只写，只能改变管脚状态为低电平。