STM32的GPIO介绍

GPIO的简介：

GPIO它的学名叫通用输入输出端口，其实它就是单片机的I/O口，他承担着将芯片与外部设备连接实现与外部通讯，控制和数据采集的功能。

GPIO的结构：

STM32的GPIO的硬件结构图如图所示

嗯，我们能够看到的值有最右边①部分的I/O口引脚，剩下的都在芯片里面，如果想要系统的了解STM32的GPIO，读懂这个结构图还是非常有必要的，嘿嘿，一点一点来看吧。

①保护部分：

引脚上的两个保护二极管是用来保护I/O口引脚的，两个二极管的作用分两种情况

情况1当输入的电压过高时：上面的保护二极管导通。

情况2当输入的电压过低时：下面的保护二极管导通。

都是为了防止不正常的电压进入芯片然后烧毁芯片。

②输出驱动部分：

两个MOS管一个P-MOS管一个N-MOS管使得这部分可以进行有推挽输出和开漏输出，简单table about一下推挽输出和开漏输出，推挽输出你可以简单理解为两个MOS管都工作，输入高电平（3.3V）时P-MOS管导通I/O口输出高电平，输入低电平时N-MOS管导通I/O口输出低电平（0V），而开漏输出就只有N-MOS管工作，所以在这个模式下当输入输入低电平时N-MOS管导通I/O口输出低电平（0V），输入高电平时，I/O口输出状态为高阻态（就时那种不稳定的电平）。

应用场合：

推挽输出主要用在比如说经典之光流水灯，有源蜂鸣器等需要快速切换状态的场合。

开漏输出主要用在一些比如IIC等这些通讯场合。

③输出数据寄存器

我们上面一直说“当输入XX电平”，大家是不是会有疑问这个电平从哪里来呢，别急这就来说。这个电平就来自前面的这个输出数据寄存器，它是由ODR这个寄存器来进行控制，也就是我们可以通过控制这个寄存器来改变输出端口的电平。ODR这个寄存器具体控制操作去瞅瞅官方工作手册，这里就不再展开了。

④复用输出

我们在学习51单片机的时候，就知道经典的STC89C51 P3端口具有第二功能，比如P3.0 P3.1端口既可以作为普通的I/O口又可以进行串口通讯，我们32单片机I/O口同样具有第二功能，我们把它稍微的美化了一下叫端口复用。

⑤输入数据寄存器

单片机的I/O口通过上面的两个电阻可以被配置为上拉和下拉输入，经过施密特触发器转化为0，1信号存储在输入数据寄存器中，通过IDR寄存器就可以知道该引脚电平的状态。

⑥复用输入

和复用输出类似，把输入的信号传给其他的寄存器，共其他外设读取。

⑦模拟输入

当I/O口用来采集模拟信号的时候，就必须啊将端口设置为模拟输入模式，信号就不再经过施密特触发器，直接进入响应的片上外设。

好了到这里STM32的GPIO的结构就说完了，这是我个人在学习后的理解，里面可能有说的不深入的地方（悄悄说一声我是有硬件基础），这个得自己去补充硬件基础了！

下面我列举一下关于GPIO的工作模式，这些工作模式最好我们还是去记住他，如果英文好，根本不需要记，就可以直接的翻译出来

最后附上常用的操作GPIO的函数(HAL库)

1 HAL_GPIO_Writepin函数

HAL_GPIO_Writepin(GPIOX ,GPIO_PIN_X, GPIO_PIN_SET/RESET);

向X引脚写入高电平/低电平

2 HAL_GPIO_Readpin函数

HAL_GPIO_Readpin(GPIOX ,GPIO_PIN_X);

读取X引脚电平状态

3 HAL_GPIO_Togglepin(GPIOX ,GPIO_PIN_X);

使X引脚状态反转