下文將根據(jù)STM32F207參考手的中GPIO框圖講解GPIO功能。

01I/O接口電路

帶FT的是說(shuō)明可以容忍5V電壓的，I/O電路框圖

1.1、普通輸入

普通輸入模式下，上拉和下拉電阻（微弱）的存在，共分3種模式

浮空輸入，不使能上拉電阻，不使能下拉電阻

上拉輸入，使能上拉電阻

下拉輸入，使能下拉電阻

從上面框圖得知，輸出緩存是被禁止的

1.2、普通輸出

普通輸入模式下，上拉和下拉電阻（微弱）的存在。主要是由于P-MOS和N-MOS的存在分為下列兩種模式

開(kāi)漏模式：輸出寄存器是0時(shí)，激活N-MOS，而輸出寄存器是1時(shí)，端口保持高阻態(tài)(P-MOS不會(huì)被使能)

推挽輸出：輸出寄存器是0時(shí)，激活N-MOS，而輸出寄存器是1時(shí)，激活P-MOS

從上面的框圖得知，

1、在普通輸出模式中，TTL施密特觸發(fā)器是打開(kāi)的，所以讀輸入數(shù)據(jù)寄存器，可以得到I/O的狀態(tài)。

2、驅(qū)動(dòng)GPIO輸出，我們可以采用輸出寄存器也可以使用位段

1.3、模擬輸入

模擬輸入上拉電阻和下拉電阻是沒(méi)有用的

高阻態(tài)下模擬輸入

從上面框圖得知

弱上拉和下拉電阻禁止

施密特觸發(fā)器停用，施密特觸發(fā)器輸出值強(qiáng)制為0

輸出緩存被禁止

讀輸入數(shù)據(jù)期存器，讀到的值為0

注意：IO配置成模擬輸入時(shí)，不能容忍5V電壓

1.4、復(fù)用輸出

復(fù)用輸出框圖

從上圖框圖中可以得到5條信息

輸出緩存被來(lái)自外設(shè)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)(發(fā)送數(shù)據(jù)器使能和數(shù)據(jù))，也即是位設(shè)置/清除寄存器和輸出數(shù)據(jù)寄存器在這里是無(wú)用的

由于P-MOS和N-MOS使能，仍然可以配置成推挽輸出和開(kāi)漏輸出

上拉電阻和下拉電阻使能，可以進(jìn)行配置

TTL施密特觸發(fā)器使能

可以通過(guò)讀輸入數(shù)據(jù)寄存器，可以得到I/O的狀態(tài)

02管腳復(fù)用和重映射

管腳復(fù)用和重映射(其實(shí)是一回事)，STMF10X系列叫重映射，STMF20X系列叫管腳復(fù)用，也就是復(fù)用功能

2.1、STMF10X系列

STM32上有很多I/O口，也有很多的內(nèi)置外設(shè)想I2C,ADC,ISP,USART等，為了節(jié)省引出管腳，這些內(nèi)置外設(shè)基本上是與I/O口共用管腳的，也就是I/O管腳的復(fù)用功能。但是STM32還有一特別之處就是：很多復(fù)用內(nèi)置的外設(shè)的I/O引腳可以通過(guò)重映射功能，從不同的I/O管腳引出，即復(fù)用功能的引腳是可通過(guò)程序改變的。

三個(gè)紅框交匯處.STM32F103VCT6這個(gè)CPU的USART1接的是PB6/PB7但是上電初始化后默認(rèn)功能并非是USART1.所以想要用串口功能.必須用端口重映射。

STM32的單片機(jī)每個(gè)功能模塊有自己的時(shí)鐘系統(tǒng),所以要想要調(diào)用STM32單片機(jī)的功能模塊時(shí)必須先配置對(duì)應(yīng)時(shí)鐘,然后才能去操作相應(yīng)的功能模塊.端口重映射也一樣.如圖示:

重映射步驟為:

1.打開(kāi)重映射時(shí)鐘和USART重映射后的I/O口引腳時(shí)鐘,

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

2.I/O口重映射開(kāi)啟.

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);

3.配制重映射引腳,這里只需配置重映射后的I/O,原來(lái)的不需要去配置.

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_6;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

2.1、STMF20X系列

STMF20X系列(包括之后的40系列)是沒(méi)有重映射的說(shuō)法，只有統(tǒng)一的稱為復(fù)用功能。

從上圖看出F10X系列會(huì)有專門的普通IO寄存器，會(huì)有復(fù)用寄存器，使用庫(kù)函數(shù)如下：

voidGPIO_PinRemapConfig(uint32_tGPIO_Remap, FunctionalStateNewState)

從上圖F20X系列使用了復(fù)用功能寄存器，然不是像F10系列存在專門的復(fù)用寄存器，F(xiàn)20X系列GPIO復(fù)用的功能更廣。

備注：要先配置GPIO為復(fù)用功能，再調(diào)用復(fù)用的庫(kù)函數(shù)

03相關(guān)名詞解釋

GPIO模式名字解釋

F20系列：GPIO共有四種功能

typedefenum{GPIO_Mode_IN =0x00,/*!< GPIO Input Mode */GPIO_Mode_OUT =0x01,/*!< GPIO Output Mode */GPIO_Mode_AF =0x02,/*!< GPIO Alternate function Mode */GPIO_Mode_AN =0x03/*!< GPIO Analog Mode */}GPIOMode_TypeDef;

GPIO狀態(tài)推挽輸出

可以輸出強(qiáng)高低電平，連接數(shù)字器件。

開(kāi)漏輸出

只可以輸出強(qiáng)低電平，高電平需要外部電阻拉高，輸出端相當(dāng)于三極管的集電極，要得到高電平，需要上拉電阻，適合做電流型的驅(qū)動(dòng)，其吸收電流negligence相對(duì)強(qiáng)(一般20ma以內(nèi))

高阻態(tài)

高阻態(tài)是一個(gè)數(shù)字電路里常見(jiàn)的術(shù)語(yǔ)，指的是電路的一種輸出狀態(tài)，既不是高電平也不是低電平，如果高阻態(tài)再輸入下一級(jí)電路的話，對(duì)下級(jí)電路無(wú)任何影響，和沒(méi)接一樣，如果用萬(wàn)用表測(cè)的話有可能是高電平也有可能是低電平，隨它后面接的東西定的。如果設(shè)置為浮空輸入，也就是既沒(méi)有上拉電阻，沒(méi)有下拉電阻?？梢哉J(rèn)為是高阻態(tài)。

原文標(biāo)題：STM32 GPIO詳解

文章出處：【微信公眾號(hào)：玩轉(zhuǎn)單片機(jī)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq