STM32中GPIO工作模式

一、什么是GPIO?

General Purpose Input Output （通用输入/输出）简称为GPIO，或总线扩展器。

二、GPIO配置模式

GPIO 模 式 模 式 说 明 GPIO_Mode_AIN 模拟输入 GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 GPIO_Mode_IPD 下拉输入 GPIO_Mode_IPU 上拉输入 GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出 GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出 GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出 GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

GPIO输入模式

• 模拟输入
  
  • 顾名思义，模拟量输入（若引脚悬空，该端口的电平是不确定的）。（ADC采集时考虑滤波）
• 浮空输入
  
  • 多用于外部按键输入，IO的电平状态由外部输入决定。默认情况下什么都不接，呈高阻态
• 下拉输入
  
  • 表示该端口在默认情况下输入为低电平
• 上拉输入
  
  • 表示该端口在默认情况下输入为高电平

GPIO输出模式

• 开漏输出
  
  • 仅作为输出强低电平，高电平得靠外部电阻拉高。适合于做电流型的驱动，用来连接不同电平的器件以匹配电平。
• 推挽输出
  
  • 输出强高低电平，连接数字器件
• 复用开漏输出
  
  • 作为第二功能时的配置片内外设功能（I2C的SCL,SDA）
• 复用推挽输出
  
  • 片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）

端口复用功能

所谓复用，就是一些端口不仅仅可以做为通用IO口，还可以复用为一些外设引脚(比如PA9,PA10可以复用为STM32的串口1引脚)，最大限度的利用端口资源

端口重映射功能

就是可以把某些功能引脚映射到其他引脚(比如串口1默认引脚是PA9,PA10可以通过配置重映射映射到PB6,PB7)，方便布线

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GPIO 输出速度匹配 说 明 GPIO_Speed_10MHz 最高输出速率10MHz GPIO_Speed_2MHz 最高输出速率2MHz GPIO_Speed_50MHz 最高输出速率50MHz

通过可选速度（2MHz、10MHz、50MHz）来选择不同的输出驱动模块，以达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。

说明：在输出模式下，以上3种可选输出速度度是指I/O口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度，输出信号的速度与程序有关（芯片内部在I/O口的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路，用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路）。

Ps：高频的驱动电路，噪声也高，当不需要高的输出频率时，请选用低频驱动电路，这样非常有利于提高系统的EMI性能。当然如果要输出较高频率的信号，但却选用了较低频率的驱动模块，很可能会得到失真的输出信号。

输出速度又称输出驱动电路的响应速度，可理解为：输出驱动电路的带宽，即一个驱动电路可以不失真地通过信号的最大频率。

    如果一个信号的频率超过了驱动电路的响应速度，就有可能信号失真。如果信号频率为10MHz，而你配置了2MHz的带宽，则10MHz的方波很可能就变成了正弦波。就好比是公路的设计时速，汽车速度低于设计时速时，可以平稳地运行，如果超过设计时速就会颠簸，甚至翻车。

// GPIO的引脚速度跟应用相匹配，速度配置越高，噪声越大，功耗越大。// 带宽速度高的驱动器耗电大、噪声也大，带宽低的驱动器耗电小、噪声也小。// 使用合适的驱动器可以降低功耗和噪声。

三、GPIO的引脚速度与应用匹配说明（推荐10倍以上）。

• 对于串口，假如最大波特率只需115.2KHz，那么用2MHz的GPIO的引脚速度就够了，既省电也噪声小。

• 对于I2C接口，假如使用400KHz波特率，若想把余量留大些，那么用2MHz的GPIO的引脚速度或许不够，这时可以选用10MHz的GPIO引脚速度。

• 对于SPI接口，假如使用18MHz或9MHz波特率，用10MHz的GPIO的引脚速度显然不够了，需要选用50MHz的GPIO的引脚速度。