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STM32学习（五）

news 2025/7/9 4:58:16

GPIO

General Purpose Input Output，通用输入输出端口，简称GPIO。
作用：

采集外部器件的信息（输入）
控制外部器件的工作（输出）

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GPIO特点
1，不同型号，IO口数量可能不一样，可通过选型手册快速查询
2，快速翻转，每次翻转最快只需要两个时钟周期（F1最高速度可以到50Mhz）其实F103系统时钟72MHz，I/O口每次翻转最快达到36MHz，考虑超频到100MHz，F1最高速度就可以达到50MHz。
3，每个IO口都可以做中断（传统51单片机只有INT0，INT1两个中断）
4，支持8种工作模式

GPIO电气特性
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开发板实际接3.3V

GPIO引脚类型：
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电源引脚：以V字母开头的引脚
晶振引脚：外部低速晶振（32.768MHz）和外部高速晶振
复位引脚：NRST
下载引脚：串口下载引脚，SWD引脚，JTAG引脚
BOOT引脚：BOOT0，BOOT1（引脚复用PB2）
GPIO引脚：以P字母开头

不同芯片引脚分布情况
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GPIOA有0~15个IO口

IO引脚分布特点：按组存在、组数视芯片而定、每组最多16个IO引脚

IO端口基本结构介绍

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① 保护二极管（要在之前加限流电阻，否则有可能被击穿）
② 内部上拉、下拉电阻
③ 施密特触发器
④ P-MOS & N-MOS管
差别：上下拉电阻

斯密特触发器
斯密特触发器就是一种整形电路，可以将非标准方波，整形成方波。
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当输入电压高于正向阈值电压，输出为高电平。
当输入电压低于负向阈值电压，输出为低电平。
当输入在正负向阈值电压之间，输出不变。

作用：整形！如正弦波转方波

P-MOS & N-MOS管简介
MOS管是压控型元件，通过控制栅源电压（ Vgs ）来实现导通或关闭。
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G：栅极
S：源极
D：漏极

P：Vgs<0，导通
N：Vgs>0，导通

GPIO的8种工作模式

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GPIO工作模式：输入浮空
①上拉电阻关闭
②下拉电阻关闭
③施密特触发器打开
④双MOS管不导通
特点：空闲时（高阻态，外部没有接任何东西），IO状态不确定，由外部环境决定。

输入上拉
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①上拉电阻打开
②下拉电阻关闭
③施密特触发器打开
④双MOS管不导通
特点：空闲时，IO呈现高电平

模拟功能
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①上拉电阻关闭
②下拉电阻关闭
③施密特触发器关闭
④双MOS管不导通
特点：专门用于模拟信号输入或输出，如：ADC和DAC

开漏输出
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①上拉电阻关闭（输出时严格禁止）
②下拉电阻关闭
③施密特触发器打开
④ P-MOS管始终不导通（所以要接高电平VDD）
⑤往ODR对应位写0，N-MOS管导通（外部输出0），写1则N-MOS管不导通（高阻态）
特点：不能输出高电平，必须有外部上拉才能输出高电平