根據(jù)STM32F207參考手的中GPIO框圖講解GPIO功能

01

I/O接口電路

帶FT的是說明可以容忍5V電壓的，I/O電路框圖

1.1 、普通輸入

普通輸入模式下，上拉和下拉電阻（微弱）的存在，共分3種模式

1. 浮空輸入，不使能上拉電阻，不使能下拉電阻
2. 上拉輸入，使能上拉電阻
3. 下拉輸入，使能下拉電阻

從上面框圖得知，輸出緩存是被禁止的

1.2 、普通輸出

普通輸入模式下，上拉和下拉電阻（微弱）的存在。主要是由于P-MOS和N-MOS的存在分為下列兩種模式

1. 開漏模式：輸出寄存器是 0 時，激活 N-MOS， 而輸出寄存器是 1 時，端口保持高阻態(tài)(P-MOS 不會被使能)
2. 推挽輸出： 輸出寄存器是 0 時，激活 N-MOS， 而輸出寄存器是 1 時，激活 P-MOS

從上面的框圖得知，

1、在普通輸出模式中，TTL施密特觸發(fā)器是打開的，所以讀輸入數(shù)據(jù)寄存器，可以得到 I/O 的狀態(tài)。

2、驅(qū)動GPIO輸出，我們可以采用輸出寄存器也可以使用位段

1.3 、模擬輸入

模擬輸入上拉電阻和下拉電阻是沒有用的

高阻態(tài)下模擬輸入

從上面框圖得知

1. 弱上拉和下拉電阻禁止
2. 施密特觸發(fā)器停用，施密特觸發(fā)器輸出值強制為0
3. 輸出緩存被禁止
4. 讀輸入數(shù)據(jù)期存器， 讀到的值為0

注意：IO配置成模擬輸入時，不能容忍5V電壓

1.4 、復用輸出

復用輸出框圖

從上圖框圖中可以得到5條信息

1. 輸出緩存被來自外設(shè)的信號驅(qū)動(發(fā)送數(shù)據(jù)器使能和數(shù)據(jù))，也即是位設(shè)置/清除寄存器和輸出數(shù)據(jù)寄存器在這里是無用的
2. 由于P-MOS和N-MOS使能，仍然可以配置成推挽輸出和開漏輸出
3. 上拉電阻和下拉電阻使能，可以進行配置
4. TTL施密特觸發(fā)器使能
5. 可以通過讀輸入數(shù)據(jù)寄存器， 可以得到 I/O 的狀態(tài)

02

管腳復用和重映射

管腳復用和重映射(其實是一回事)，STMF10X系列叫重映射，STMF20X系列叫管腳復用，也就是復用功能

2.1、STMF10X系列

STM32上有很多I/O口，也有很多的內(nèi)置外設(shè)想I2C,ADC,ISP,USART等，為了節(jié)省引出管腳，這些內(nèi)置外設(shè)基本上是與I/O口共用管腳的，也就是I/O管腳的復用功能。但是STM32還有一特別之處就是：很多復用內(nèi)置的外設(shè)的I/O引腳可以通過重映射功能，從不同的I/O管腳引出，即復用功能的引腳是可通過程序改變的。

三個紅框交匯處.STM32F103VCT6這個CPU的USART1接的是PB6/PB7但是上電初始化后默認功能并非是USART1.所以想要用串口功能.必須用端口重映射。

STM32的單片機每個功能模塊有自己的時鐘系統(tǒng),所以要想要調(diào)用STM32單片機的功能模塊時必須先配置對應時鐘,然后才能去操作相應的功能模塊.端口重映射也一樣.如圖示:

重映射步驟為:

1.打開重映射時鐘和USART重映射后的I/O口引腳時鐘,

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

2.I/O口重映射開啟.

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);

3.配制重映射引腳, 這里只需配置重映射后的I/O,原來的不需要去配置.

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);


GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

2.1 、STMF20X系列

STMF20X系列(包括之后的40系列)是沒有重映射的說法，只有統(tǒng)一的稱為復用功能。

從上圖看出F10X系列會有專門的普通IO寄存器，會有復用寄存器，使用庫函數(shù)如下：

void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalStateNewState)

從上圖F20X系列使用了復用功能寄存器，然不是像F10系列存在專門的復用寄存器，F(xiàn)20X系列GPIO復用的功能更廣。

備注：要先配置GPIO為復用功能，再調(diào)用復用的庫函數(shù)

03

相關(guān)名詞解釋

GPIO模式名字解釋

F20系列：GPIO共有四種功能

typedef enum
{ 
  GPIO_Mode_IN   = 0x00, /*!< GPIO Input Mode */
  GPIO_Mode_OUT  = 0x01, /*!< GPIO Output Mode */
  GPIO_Mode_AF   = 0x02, /*!< GPIO Alternate function Mode */
  GPIO_Mode_AN   = 0x03  /*!< GPIO Analog Mode */
}GPIOMode_TypeDef;

GPIO狀態(tài)

推挽輸出

可以輸出強高低電平，連接數(shù)字器件。

開漏輸出

只可以輸出強低電平，高電平需要外部電阻拉高，輸出端相當于三極管的集電極，要得到高電平，需要上拉電阻，適合做電流型的驅(qū)動，其吸收電流negligence相對強(一般20ma以內(nèi))

高阻態(tài)

高阻態(tài)是一個數(shù)字電路里常見的術(shù)語，指的是電路的一種輸出狀態(tài)，既不是高電平也不是低電平，如果高阻態(tài)再輸入下一級電路的話，對下級電路無任何影響，和沒接一樣，如果用萬用表測的話有可能是高電平也有可能是低電平，隨它后面接的東西定的。如果設(shè)置為浮空輸入，也就是既沒有上拉電阻，沒有下拉電阻?？梢哉J為是高阻態(tài)。