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GPIO的8种工作模式
1.四种输入模式
- Analog – 模拟输入
- Input Floating – 浮空输入
- Input Pull-up – 上拉输入
- Input Pull-down – 下拉输入
2.四种输出模式
- Output Open-drain – 开漏输出
- Output Push-pull – 推挽输出
- Alternative Function Open-drain – 复用开漏输出
- Alternative Function Push-pull – 复用推挽输出
GPIO部分解读
1.开漏和推挽输出的区别
- 图中黄线为工作在推挽输出模式时可以存在的状态。设置高电平时P-MOS打开，N-MOS关闭，橘色线为高电平；设置低电平时P-MOS关闭，N-MOS打开，橘色线为低电平。
- 图中绿线为工作在开漏输出模式时可以存在的状态。设置高电平时P-MOS关闭，N-MOS关闭，橘色线为高阻态；设置低电平时P-MOS关闭，N-MOS打开，橘色线为低电平。
2.关于5V容忍Five-Voltage Tolerant(FT)端口
- 似乎很多小伙伴认为GPIO直接接电源或地会烧毁芯片，似乎是存在什么误区。上图来自数据手册，可以看到5V容忍的GPIO电压（大概）范围为-0.3~7.3V，非5V容忍GPIO电压范围为-0.3~4.0V。同时根据网友和我的使用经验，即使是在非5V容忍的GPIO上（如ADC口）接入5V左右的电压并不会损坏端口，只不过ADC采样值保持在4095。但设计中我们应避免长时间处于该状态，降低损坏的可能性。
GPIO输出控制寄存器
- 端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)
- 顾名思义，该寄存器直接对应端口的输出状态，即我们可以读写该寄存器以得到/写入IO状态。
- 由于STM32的IO实际为16位，因此只有低16位为有效数据，高16位为0。
- 寄存器低16位：置1则设置该IO电平为高，置0则设置该IO电平为低。
- 端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)
- 为了方便用户直接操作IO的状态，STM32的这个寄存器为我们提供了极大的方便，省去了读ODR做位运算再写入的过程。因此该寄存器只可进行写入操作。
- 同样地，STM32的IO为16位，理论只应该有16位有效数据。然而由于该寄存器可以同时设置（高电平）、清除（低电平），因此该寄存器实际为32位全有效。
- 寄存器低16位：置1则设置该IO电平为高，置0则不改变状态。
- 寄存器高16位：置1则设置该IO电平为低，置0则不改变状态。
- 若不慎同时设置某IO对应的高位和低位均为1，则设置该IO电平实际为高。
- 端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)
- 似乎第一个寄存器实现了基本操作，第二个寄存器也简化了用户操作。但STM32有些完美主义：希望只操作低16位就能设置高低电平状态。高电平显然很容易，直接对BSRR寄存器的对应位置1即可；但倘若是低电平，还要左移16位再写入寄存器，即使这并不复杂，但STM32还是帮了我们。
- 根据上述介绍，显然，BRR寄存器只有16位有效数据，因此高16位无效。
- 寄存器低16位：置1则设置该IO电平为高，置0则不改变状态。
- 技巧-位运算不改变原值的两个思路：与运算该位赋1，或运算该位赋0.
AFIO
- AFIO即Alternate Functions IO,端口复用功能，即该引脚的特殊功能。其功能对应表格可参阅datasheet或referenceManual.
- AFIO部分寄存器承担复用功能重映射的任务。通过使能AFIO和配置寄存器即可将某复用功能转移到可转移的其它引脚。其功能对应表格可参阅datasheet或referenceManual.
- 以下是与 AFIO 相关的寄存器，操作它们前我们要打开AFIO的时钟。
- 事件控制寄存器（AFIO_EVCR）
- 复用重映射和调试I/O 配置寄存器（AFIO_MAPR）
- 外部中断配置寄存器1（AFIO_EXTICR1）
- 外部中断配置寄存器2（AFIO_EXTICR2）
- 外部中断配置寄存器3（AFIO_EXTICR3）
- 外部中断配置寄存器4（AFIO_EXTICR4）
