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ps.此笔记使用STM32F407VET6开发板

什么是GPIO？

GPIO，即General Porpose Intput Output。是通用输入输出端口的简称。可以通过软件控制其输出和输入。stm32芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通信，控制以及数据采集的功能。GPIO是STM32最基本的外设之一。

GPIO的工作模式

高电平与低电平：

在进行GPIO的功能讲解之前，我们需要先了解高/低电平这一概念：

在单片机中，高低电平是用来表示数字信号的两个不同状态。通常情况下，高电平对应于逻辑“1”，而低电平对应于逻辑“0”。具体的电压值取决于单片机的电源电压和它的电气标准。例如，在TTL（晶体管-晶体管逻辑）电平系统中，一般认为高电平是在2.4V以上（最高可达5V），而低电平是在0.4V以下。

GPIO的输入功能：

GPIO的输入功能分为上拉输入、下拉输入、浮空输入以及模拟输入四种，下面将会一一说明。

上拉输入：

IO内部闭合上拉电阻的开关，此时如果IO口外部没有信号输入或者引脚悬空，IO口默认为高电平，如果I/O口输入低电平，那么引脚就为低电平，MCU读取到的就是低电平。即只有在外部电路输入低电平的时候 CPU读取到的才是低电平。

下拉输入：

IO内部闭合下拉电阻开关，此时如果IO口外部没有信号输入或者引脚悬空，IO口默认为低电平, 如果I/O口输入高电平，那么引脚就为高电平，MCU读取到的就是高电平。即只有在外部电路输入高电平的时候 CPU读取到的才是高电平。

浮空输入：

浮空输入模式下，既不接上拉电阻，也不接下拉电阻，I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。MCU直接读取I/O口电平。如果在该引脚悬空（在无信号输入）的情况下，读取该端口的电平是不确定的。这种情况下 IO引脚的电平状态完全由外部输入所决定，此时CPU可以通过读取数据的，操作来获取外部电路的工作状态。

模拟输入：

当GPIO引脚用于ADC采集电压的输入通道时，用作“模拟输入”功能，此时信号不经过施密特触发器，直接直接进入ADC模块，并且输入数据寄存器为空 ，CPU不能在输入数据寄存器上读到引脚状态。

注：当GPIO用于模拟功能时，引脚的上、下拉电阻是不起作用的，这个时候即使配置了上拉或下拉模式，也不会影响到模拟信号的输入输出。
只有ADC和DAC会用到模拟输入。

GPIO的输出功能：

推挽输出：

在推挽输出模式时，N-MOS管和P-MOS管都工作，如果我们控制输出为低电平，则P-MOS管关闭，N-MOS管导通，I/O端口输出低电平，若控制输出为高电平，则P-MOS管导通N-MOS管关闭，I/O端口输出高电平。CPU往外写高电平”1”时，此时引脚输出一个高电平。CPU往外写低电平”0”时，此时引脚输出一个低电平

开漏输出：

在该模式下，引脚只能输出低电平，要输出高电平需要通过外部上拉电阻或其他方式。通常用于与外部器件连接。

推免复用：

GPIO不仅仅可以用作普通的 IO 口输出，还可以作为芯片上其他外设的特殊功能引脚，有些引脚可能可以用作多种不同功能，这种就叫做GPIO的复用，具体用作哪种功能，需要根据使用进行相应的配置。

开漏复用：

GPIO不仅仅可以用作普通的 IO 口输出，还可以作为芯片上其他外设的特殊功能引脚，有些引脚可能可以用作多种不同功能，这种就叫做GPIO的复用，具体用作哪种功能，需要根据使用进行相应的配置。

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小结

输入模式：

(1)浮空输入   IO引脚的电平状态完全由外部输入所决定。
(2)上拉输入  只有在外部电路输入低电平的时候 CPU读取到的才是低电平。
(3)下拉输入  只有在外部电路输入高电平的时候 CPU读取到的才是高电平。
(4)模拟输入  ADC和DAC用这个模式。

输出模式：

(1)开漏输出  只能输出低电平。
(2)开漏复用  复用功能是指GPIO口用作其他的外设的功能口线。
(3)推挽输出  输出1就输出高电平，输出0就输出低电平。
(4)推挽复用  复用功能是指GPIO口用作其他的外设的功能口线。