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GPIO通用输入输出端口

每个GPIO引脚都可以由软件配置成输出(推挽或开漏)、输入(带或不带上拉或下拉)或复用的外设功能 端口。多数GPIO引脚都与数字或模拟的复用外设共用。除了具有模拟输入功能的端口，所有的GPIO 引脚都有大电流通过能力。

在需要的情况下，I/O引脚的外设功能可以通过一个特定的操作锁定，以避免意外的写入I/O寄存器。 在APB2上的I/O脚可达18MHz的翻转速度。

上述是STM32官方对于GPIO的概述，有特别多的繁杂的概念和生词，接下来，让我通过大白话给大家翻译一下

首先，我们要有一个概念对于单片机来说，也就是内核来说他只有计算的功能即计算如：1+1，他是没有办法去实现我们现实看到的点灯的操作的，但是，通过GPIO就打通了内核和外部的连接，内核可以通过操作寄存器的方式来实现：拉高/拉低端口电压，读取来自端口的电压( 模拟/数字)，这样子就打通了单片机和外部环境的连接。

接下来，我们来分析一下STM32GPIO结构框图。

GPIO结构框图

GPIO输出

简介

GPIO输出配置框图

通过将GPIO配置成输出模式，就可以是实现输出电压，读取当前输出的电压，这样我们就是可以实现一个简单的闪烁LED了。

实践操作

接下来，我们来看看GPIO输出如何实现，通过stm32CubeMX可以快速的配置GPIO的模式。

查看LED的原理图确定GPIO绑定在那个引脚上。

LED0原理图

这里我们使用 LED0 作为示例的LED，可以看到 LED0 绑定的引脚是 PC0 ，那么只要将 PC0 配置成GPIO输出模式就可以驱动LED实现 LED闪烁 。

GPIO输出stm32CubeMx配置-1

GPIO输出stm32CubeMx配置-2

GPIO配置的参数

参数 参数 选项 选项
GPIO output level 初始GPIO电平 Low/High 低电平/高电平
GPIO Mode GPIO模式 Output Push Pull /Output Open Drain 推挽输出 /开漏输出
Maximum output speed 最大输出速度 Low/Medium/High 低速/中速度/高速
User Label 用户标签 Optional 选项

  • 推挽输出/开漏输出

  • 推挽输出

结构:推挽输出结构包括一个PNP型和一个NPN型晶体管，它们工作在互补的工作状态。当一个晶体管导通时，另一个截至。

推挽输出结构图

对于推挽输出来说，具有很强的驱动能力，但是，不具有 线与 功能。

  1. 开漏输出

结构:开漏输出结构包括一个N型晶体管，只能拉低输出信号，而不能拉高。为了实现完整的输出电路，需要外部上拉电阻。

开漏输出结构图

对于开漏输出来说，由外部上拉电阻决定驱动能力，但是，具有 线与 功能，可以用作信号通信。

\ 推挽输出 开漏输出
高电平驱动能力 强 由外部上拉电阻提供
低电平驱动能力 强 由外部上拉电阻提供
电平跳变速度 快 由外部上拉电阻提供
线与功能 不支持 支持
电平转换 不支持 支持

实现LED闪烁

int main(void)
{
    // 省略初始化代码
    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
     while (1)
     {
         HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port,LED0_Pin);
         HAL_Delay(500);
       /* USER CODE END WHILE */

       /* USER CODE BEGIN 3 */
     }
    /* USER CODE END 3 */
}

GPIO输入