STM32中GPIO的8种工作模式!(转)
来源:互联网 发布:淘宝工具软件 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 06:38
一、推挽输出:可以输出高、低电平,连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源决定。
推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率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。推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。。
详细理解:
如图所示,推挽放大器的输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。对负载而言,好像是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。当输出高电平时,也就是下级负载门输入高电平时,输出端的电流将是下级门从本级电源经VT3拉出。这样一来,输出高低电平时,VT3 一路和 VT5 一路将交替工作,从而减低了功耗,提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路,管子导通电阻都很小,使RC常数很小,转变速度很快。因此,推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
二、开漏输出:输出端相当于三极管的集电极,要得到高电平状态需要上拉电阻才行。适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20mA以内)。开漏形式的电路有以下几个特点:
1、
2、
3、开漏输出
4、
关于推挽输出和开漏输出,最后用一幅最简单的图形来概括:该图中左边的便是推挽输出模式,其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止,而上面NPN三极管导通,输出电平VS+;当比较器输出低电平时则恰恰相反,PNP三极管导通,输出和地相连,为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式,需要接上拉。
三、浮空输入:对于浮空输入,一直没找到很权威的解释,只好从以下图中去理解了
上拉电阻的目的是为了保证在无信号输入时输入端的电平为高电平。在信号输入为低电平是输入端的电平应该也为低电平。如果没有上拉电阻,在没有外界输入的情况下输入端是悬空的,它的电平是未知的无法保证的,上拉电阻就是为了保证无信号输入时输入端的电平为高电平,同样还有下拉电阻它是为了保证无信号输入时输入端的电平为低电平。
STM32F10X I/O的输入可以配置为floating/pull up/pull down三种方式。
对STM32F10X来说,系统reset后I/O的状态为Floating input。所以如果有电路的输入依赖于I/O的电平,必须设置合适的上拉或下拉电阻,否则会出现不定态或者毛刺。
VILmax=0.28*(VDD-2 V)+0.8 V
VIHmin=0.41*(VDD-2 V)+1.3 V
在VDD=3.3V时,VILmax=1.164V, VIHmin=1.833
Standard IO Schmitt trigger voltage hysteresis=200mV
上拉/下拉电阻阻值:
除了PA10和PB12 的所有管脚:min=20K, typ=30K, max=40K
PA10和PB12管脚:
1、浮空输入GPIO_IN_FLOATING ——浮空输入,可以做KEY识别,RX1
2、带上拉输入GPIO_IPU——IO内部上拉电阻输入
3、带下拉输入GPIO_IPD—— IO内部下拉电阻输入
4、模拟输入GPIO_AIN ——应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电
5、开漏输出GPIO_OUT_OD ——IO输出0接GND,IO输出1,悬空,需要外接上拉电阻,才能实现输出高电平。当输出为1时,IO口的状态由上拉电阻拉高电平,但由于是开漏输出模式,这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化,实现C51的IO双向功能
6、推挽输出GPIO_OUT_PP ——IO输出0-接GND, IO输出1 -接VCC,读输入值是未知的
7、复用功能的推挽输出GPIO_AF_PP ——片内外设功能(I2C的SCL,SDA)
8、复用功能的开漏输出GPIO_AF_OD——片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)
七、STM32设置实例:
1、模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD,接上拉电阻,能够正确输出0和1;读值时先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高,然后可以读IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);
2、如果是无上拉电阻,IO默认是高电平;需要读取IO的值,可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD;
1、作为普通GPIO输入:根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
2、作为普通GPIO输出:根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
3、作为普通模拟输入:配置该引脚为模拟输入模式,同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
4、作为内置外设的输入:根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入,同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。
5、作为内置外设的输出:根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出,同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。
注意如果有多个复用功能模块对应同一个引脚,只能使能其中之一,其它模块保持非使能状态。比如要使用STM32F103VBT6的47、48脚的USART3功能,则需要配置47脚为复用推挽输出或复用开漏输出,配置48脚为某种输入模式,同时使能USART3并保持I2C2的非使能状态。如果要使用STM32F103VBT6的47脚作为TIM2_CH3,则需要对TIM2进行重映射,然后再按复用功能的方式配置对应引脚。
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