跟江协学32之GPIO介绍

GPIO简介这部分了解一下即可GPIO是基本后续会经常使用GPIO基本结构在STM32中所有的GPIO的都是挂载在APB2总线上每个GPIO都有16个引脚编号0~15。内核通过APB2总线对寄存器进行读写输出寄存器写1引脚输出为高电平0则为低电平输入寄存器读取为1引脚为高电平0则为低电平。STM32是32位单片机内部寄存器均为32位端口16位对应寄存器低16位寄存器高16位没有使用驱动器用于增加信号驱动能力GPIO位结构硬件是基础学好电路模电数电很重要。最右侧为两个保护二极管VDD为3.3VVSS为0V当引脚高于3.3V时上方二极管导通电流从引脚通过保护二极管流向VDD当引脚低于0V时下方二极管导通电流从VSS通过保护二极管流向引脚这样可确保没有电流干扰内部电路。上半部分结构为输入上拉/下拉电阻由开关控制可配置为上拉/下拉输入模式图中实际为施密特触发器肖特基触发器为标注错误拥有两个阈值电压分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。施密特触发器在此作为波形整形电路可以抵抗输入的微小抖动。下半部分结构为输出分三种模式推挽模式下PMOS和NMOS均有效当输出控制为1时PMOS导通NMOS关闭IO引脚连接在VDD上输出高电平当输出控制为0时NMOS导通PMOS关闭IO引脚连接在VSS上输出低电平推挽模式中STM32对IO口拥有最强的控制权高低电平仅由STM32说了算开漏模式下PMOS无效仅NMOS工作当输出控制为1时NMOS关闭IO引脚处于高阻态当输出控制为0时NMOS导通IO引脚连接在VSS上输出低电平在该模式下仅有低电平有输出能力一般用作通信协议驱动方式例如IIC此外还可以作为5V的输出引脚在IO口外接一个上拉电阻到5V的电源关闭模式下也就是IO口作为输入此时两个MOS管均不起作用输出关闭端口电平由外部控制GPIO的8种工作模式四输入四输出具体看图中介绍不同模式下的电路结构可以参考上面的GPIO位结构分析注意输出模式下输入也是有效的输入模式下输出是无效的因为一个端口只能有一个输出但可以有多个输入STM32数据手册在江协B站提供的资料里有感兴趣的可以看看其中对于各种寄存器的介绍基础元器件基础元器件图中有介绍硬件连接左边是LED两种不同的连接方式左上图低电平驱动PA0输出0时LED亮PA0输出1时LED灭左下图高电平驱动PA0输出1时LED亮PA0输出0时LED灭图中的R1为限流电阻起到限制电流调节LED亮度的作用。两种方式的选择取决于IO口的驱动能力相对常见为第一种很多单片机都是高电平弱驱动低电平强驱动右边是蜂鸣器两种不同的连接方式使用三极管作为驱动开关右上图PNP型三极管低电平驱动PA0输出0时三极管导通由3.3V电源提供电流蜂鸣器响起PA0输出1时三极管截止蜂鸣器不响右下图为NPN型三极管高电平驱动PA0输出1时三极管导通由3.3V电源提供电流蜂鸣器响起PA0输出0时三极管截止蜂鸣器不响三极管导通需要发射级与基级之间产生一定的开启电压所以三极管的发射级应接在电源或地面包板介绍中间每个横条都是由金属爪联通的一般连接器件旁边长竖线也是联通的一般连接电源具体可以拆开背面来看。注意连接电路时构成完整回路不要短路。