在Cortex-M3裡,對于GPIO的配置種類有8種:
(1)GPIO_Mode_AIN 模拟輸入
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入
(3)GPIO_Mode_IPD 下拉輸入
(4)GPIO_Mode_IPU 上拉輸入
(5)GPIO_Mode_Out_OD 開漏輸出
(6)GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出
(7)GPIO_Mode_AF_OD 複用開漏輸出
(8)GPIO_Mode_AF_PP 複用推挽輸出
I/O端口位的基本結構
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1、推挽輸出
推挽電路是兩個參數相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負責正負半周的波形放大任務,電路工作時,兩隻對稱的功率開關管每次隻有一個導通,是以導通損耗小、效率高。輸出既可以向負載灌電流,也可以從負載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負載能力,又提高開關速度。
2、開漏輸出
輸出端相當于三極管的集電極. 要得到高電平狀态需要上拉電阻才行. 适合于做電流型的驅動,其吸收電流的能力相對強(一般20ma以内).
開漏形式的電路有以下幾個特點
a、利用外部電路的驅動能力,減少IC内部的驅動。當IC内部MOSFET導通時,驅動電流是從外部的VCC流經R pull-up ,MOSFET到GND。IC内部僅需很下的栅極驅動電壓。
b、開漏是用來連接配接不同電平的器件,比對電平用的,因為開漏引腳不連接配接外部的上拉電阻時,隻能輸出低電平,如果需要同時具備輸出高電平的功能,則需要接上拉電阻,很好的一個優點是通過改變上拉電源的電壓,便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。(上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉換的沿的速度 。阻值越大,速度越低功耗越小,是以負載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。)
c、可以将多個開漏輸出的Pin,連接配接到一條線上。通過一隻上拉電阻,在不增加任何器件的情況下,形成“與邏輯”關系。這也是I2C,SMBus等總線判斷總線占用狀态的原理。
弱點:帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負載充電,是以當電阻選擇小時延時就小,但功耗大;反之延時大功耗小。是以如果對延時有要求,則建議用下降沿輸出。
3、複用開漏輸出、複用推挽輸出
了解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況
4、浮空輸入
由于浮空輸入一般多用于外部按鍵輸入,浮空輸入狀态下,IO的電平狀态是不确定的,完全由外部輸入決定,如果在該引腳懸空的情況下,讀取該端口的電平是不确定的。
5、上拉輸入模式
差別在于沒有輸入信号的時候預設輸入高電平(因為有弱上拉)。上拉電阻就是為了保證無信号輸入時輸入端的電平為高電平,同樣還有下拉電阻它是為了保證無信号輸入時輸入端的電平為低電平。
6、下拉輸入模式
差別在于沒有輸入信号的時候預設輸入低電平(因為有弱下拉)
7、模拟輸入
輸入模拟信号
在STM32中常用IO模式
(1) 浮空輸入_IN_FLOATING ——浮空輸入,可以做KEY識别,RX1
(2)帶上拉輸入_IPU——IO内部上拉電阻輸入
(3)帶下拉輸入_IPD—— IO内部下拉電阻輸入
(4) 模拟輸入_AIN ——應用ADC模拟輸入,或者低功耗下省電
(5)開漏輸出_OUT_OD ——IO輸出0接GND,IO輸出1,懸空,需要外接上拉電阻,才能實作輸出高電平。當輸出為1時,IO口的狀态由上拉電阻拉高電平,但由于是開漏輸出模式,這樣IO口也就可以由外部電路改變為低電平或不變。可以讀IO輸入電平變化,實作C51的IO雙向功能
(6)推挽輸出_OUT_PP ——IO輸出0-接GND, IO輸出1 -接VCC,讀輸入值是未知的
(7)複用功能的推挽輸出_AF_PP ——片内外設功能(TX1,I2C的SCL,SDA)
(8)複用功能的開漏輸出_AF_OD——片内外設功能(MOSI,MISO.SCK.SS)
通常有5種方式使用某個引腳功能,它們的配置方式如下:
1)作為普通GPIO輸入:根據需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入,同時不要使能該引腳對應的所有複用功能子產品。
2)作為普通GPIO輸出:根據需要配置該引腳為推挽輸出或開漏輸出,同時不要使能該引腳對應的所有複用功能子產品。
3)作為普通模拟輸入:配置該引腳為模拟輸入模式,同時不要使能該引腳對應的所有複用功能子產品。
4)作為内置外設的輸入:根據需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入,同時使能該引腳對應的某個複用功能子產品。
5)作為内置外設的輸出:根據需要配置該引腳為複用推挽輸出或複用開漏輸出,同時使能該引腳對應的所有複用功能子產品。
如果有多個複用功能子產品對應同一個引腳,隻能使能其中之一,其它子產品保持非使能狀态。