GPIO简介

GPIO（general purpose intput output）是通用输入输出端口的简称，简单来说就是软件可控制的引脚，STM32芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。

如何查找每一个GPIO的功能说明

打开STM32F103x数据手册 ，第3章引脚定义，表5中描述了不同芯片各引脚功能

引脚分类

GPIO功能框图讲解（重点学习）

STM32F10x参考手册 第8章通用和复用功能I/O(GPIO和AFIO)

1.保护电路

从①中的IO引脚，连接到芯片内部电路
保护二极管，防止IO引脚连接的电压大于3.3v(V),或者连接的负电压小于Vss（GND）时烧毁芯片。但电压过大超过二极管保护能力时还是会烧毁芯片，如直接与电机相连。

2.推挽输出

当GPIO_ODR输出1时，经过反相器，变为0。则PMOS导通，VDD(3.3.V）流向OUT端，输出电压为3.3.V，电流约为25mA。

工作原理

推挽电路使用两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中。电路工作时，两只对称的开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流（推挽）。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

特点

1、可以输出高低电平，用于连接数字器件，高电平由VDD决定，低电平由
VSS决定。
2、推挽结构指两个三极管受两路互补的信号控制，总是在一个导通的时候
另外一个截止，优点开关效率效率高，电流大，驱动能力强。
3、输出高电平时，电流输出到负载，叫灌电流，可以理解成推，输出低电
平时，负载电流流向芯片，叫拉电流，即挽。

2.开漏输出

只能输出低电平，不能输出高电平。

工作原理

开漏输出时，PMOS不工作，只有NMOS工作。
当INT输出为1时，经过反相器变为0。Ug=Us，NMOS截止，OUT处于高阻态。如果需要OUT输出高电平，需要外接上拉电路，可外接VDD=3.3/5v，根据OUT连接的传感器决定
当INT输出为0时，NMOS导通，输出为0V。

特点

1、只能输出低电平，不能输出高电平。
2、如果要输出高电平，则需要外接上拉。
3、开漏输出具有“线与”功能，一个为低，全部为低，多用于I2C和SMBUS总线。

3.输出寄存器

端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)

端口位设置/清除寄存器 GPIOx_BSRR(x = A…E)，BSRR（Bit Set Reset Register）可以分别地对各个ODR位进行独立的设置/清除。
如果同时设置了**BSy和BRy的对应位， BSy位起作用。**

端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)

4.复用功能输出

使用复用功能输出时，由外设通过串口输出数据，串口传输的数据存放在数据寄存器(USART_DR) 中。

5.输入寄存器

端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR) ，通过引脚输入的数据也可直接通过ODR输出（监测功能）。

数据输入时，可以通过BSRR寄存器配置成上拉/下拉输入模式（不是通过端口配置低寄存器(GPIOx_CRL) 的CNFy[1:0]端口来决定 ）。
输入电平经过施密特触发器（门禁）后，转换化数字0、1信号。当输入电压大于2V时，经过施密特触发器后变为1；当输入电压小于1.2V时，经过施密特触发器后变为0.

6.复用功能输入、模拟输入

复用功能输入时，将输入数据存放到串口数据寄存器(USART_DR) 中。
模拟输入时，如DAC时，信号不经过施密特触发器，直接将模拟信号输入。

GPIO输出初始化顺序

1、选定具体的GPIO引脚，如端口B引脚0
2、配置GPIO工作模式（ CRL和CRH配置寄存器）
3、控制GPIO输出高低电平（ ODR、 BRR和BSRR）