【stm32】GPIO

GPIO（通用输入输出口）

1.可配置8种输入输出模式

浮空输入，上拉输入，下拉输入的电路基本结构一样，都可以读取端口的高电平，区别为上拉电阻和下拉电阻的连接。引脚悬空时，上拉输入默认高电平，下拉输入默认低电平，浮空输入不确定，要在端口处接一个连续的驱动源，不能悬空。

在输入模式下，输出驱动器断开，只能输入不能输出
当输入为5V时，上面的保护二极管要进行处理，否则接VDD 3.3V时，外部接入5V电压会导致上面二极管开启并产生比较大的电流

模拟输入

只剩下引脚接入片上外设一条线，会关闭数字的输入功能
当使用ADC时，将引脚配置为模拟输入

开漏输出和推挽输出，电路结构基本一样，为数字输出端口，用于输出高低电平，区别为开漏输出的高电平为高阻态，没有驱动能力；推挽输出高低电平都有驱动能力
输出由输出数据寄存器控制，P-MOS无效，为开漏输出；P-MOS和N-MOS都有效，为推挽输出
在输出模式下，输入模式也有效（一个端口只能一个输出，但可以有多个输入）

复用开漏输出和复用推挽输出，与开漏输出和推挽输出相比，是复用的输出，引脚电平由片上外设控制

2.引脚电平0~3.3V（数据0为低电平，0V；数据1为高电平 3.3V），部分可容忍5V（可输入5V电压，高电平，输出最大为3.3V）
具体可查看附件引脚定义，带FT即可容忍5V的
3.输出模式下可控制端口输出高低电平，如驱动LED，控制蜂鸣器，模拟通信协议输出时序
4.输入模式下读取端口高低电平或电压，如读取案件输入，外界模块电平信号输入，ADC电压采集，模拟通信协议接收数据

GPIO基本结构

所有GPIO都挂载在APB2外设总线上

GPIO位结构

蜂鸣器

1.有源蜂鸣器：内部自带振荡源，将正负极接上直流电压即可发声，频率固定，如下图

2.无源蜂鸣器：内部不带振荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音

三极管开关驱动方案：

对于功率较大的，直接而用IO口驱动会使stm32负担过重，这是可以用三极管驱动电路来驱动

上面图为PNP三极管的驱动电路，三极管左边为基极，带牵头为发射极，剩下为集电极，基极给低电平，三极管导通，通过3.3V和GND给蜂鸣器提供电流；基极给高电平，三极管截至，蜂鸣器无电流

下面图为NPN三极管驱动电路，驱动逻辑与上面相反，基极高电平导通，低电平断开

PNP三极管最好接在上面，NPN三极管最好接在下面，是因为，三极管的通断，是需要在发射极和基极直接产生一定的开启电压

LED

为stm32的GPIO口驱动LED电路
上面为低电平驱动电路，LED正极接3.3V，负极通过限流电阻接到PA0，PA0输出低电平时，LED两端产生电压差，，形成正向导通的电流；输出高电平时，不会形成电流，熄灭

限流电阻一方面防止LED因电流过大而烧毁，也可以调整LED亮度

下面为高电平驱动电路，同理相反

选择：依靠IO口高低电平的驱动能力，在推挽模式下，高低电平均有较强驱动能力，两种接法均可；但在单片机电路里，一般倾向第一种，因为很多单片机或芯片都使用高电平弱驱动，低电平强驱动的规则。

注；本文来源为江协b站课程，为笔记