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GPIO的8种工作模式——基于STM32F767IGT6

分类: 文章 • 2023-12-14 21:09:22

对于STM32来说，GPIO有四种输入模式和四种输出模式，我们可以通过配置IO端口的相关寄存器来实现特定的效果；
ps：M3系列只有输入模式有上/下拉，而M4/7系列输入/输出模式均有上/拉电阻；

GPIO的8种工作模式——基于STM32F767IGT6

浮空输入模式

  1. 信号从IO引脚输入；
  2. 上/下拉电阻在浮空模式下不起作用；
  3. 经过TTL施密特触发器到输入数据寄存器（IDR）；
  4. CPU通过读IDR从而得到数据；

输入上拉模式

  1. 信号从IO引脚输入；
  2. 此时上拉电阻起作用（如果没有信号输入时则默认呈高电平）；
  3. 经过TTL施密特触发器到输入数据寄存器（IDR）；
  4. CPU通过读IDR从而得到数据；

输入下拉模式

  1. 信号从IO引脚输入；
  2. 此时下拉电阻起作用（如果没有信号输入时则默认呈低电平）；
  3. 经过TTL施密特触发器到输入数据寄存器（IDR）；
  4. CPU通过读IDR从而得到数据；

模拟输入模式

  1. 信号从IO引脚输入；
  2. 上/下拉电阻均不起作用；
  3. 通过ADC控制单元，采集IO的电压信号，转换成数字信号；
  4. CPU通过读取ADC相关的寄存器得到数据；

开漏输出模式

  1. CPU写位设置/清楚寄存器（BSRR），最终反映到输出数据寄存器（ODR）；
  2. 经过输出控制电路；
  3. 该模式下，N-MOS管起作用，P-MOS管不起作用；
  4. 如果输出的是1，N-MOS呈截止状态，即没有信号经过，IO的高低电平由上/下拉电阻决定；
  5. 如果输出的是0，N-MOS呈导通状态，即低电平输出到IO口；

该模式下如果输出的是1，则对电路没有影响，高低电平由上/下拉电阻决定，如果输出的0则输出0；
我们可以通过读取输出数据寄存器来获取此时输出的电平信号；

开漏复用输出模式

与开漏输出模式基本一样，不同的是输出信号不是有CPU写寄存器给出，而是相应的片上外设模块输出高低电平信号；

推挽输出模式

  1. CPU写位设置/清楚寄存器（BSRR），最终反映到输出数据寄存器（ODR）；
  2. 经过输出控制电路；
  3. 该模式下，N-MOS和P-MOS均起作用；
  4. 如果输出的是1，N-MOS呈截止状态，经过P-MOS的时候反向变成0，则P-MOS呈导通状态，即高电平输出到IO口；
  5. 如果输出的是1，N-MOS呈导通状态，经过P-MOS的时候反向变成1，则P-MOS呈截止状态，即低电平输出到IO口；

总结：

开漏输出模式只能输出低电平，输出高电平时，IO电平由上/下拉电阻决定；此时输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平，需要上拉电阻才行，适合做电流型的驱动，其吸收电流的能力很强；
推挽输出模式既可以输出高电平，也可以输出低电平，适合连接数字器件；

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