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GPIO -- General Purpose Input Output （通用輸入/輸出）簡稱為GPIO， GPIO在每一款單片機(jī)中的地位都是至關(guān)重要的。 下面說一下它的工作原理。 我用的是MINISTM32F103RCT6這款單片機(jī)。
1.1 GPIO工作方式
工作方式：（4輸入、4輸出），三種最大翻轉(zhuǎn)速度 3種最大翻轉(zhuǎn)速度 2MHz
10MHz
50MHz 4種輸入方式：
1， 輸入浮空模式：CPU可以讀輸入數(shù)據(jù)寄存器里面的數(shù)據(jù)。輸入電平經(jīng)過TTL施密特觸發(fā)器到輸入數(shù)據(jù)寄存器，
這時上拉下拉電阻都是沒接通的。
2， 輸入上拉模式：和輸入浮空差不多， 唯一的區(qū)別就是電平輸入的時候加了一個上拉電阻。
3， 輸入下拉模式：電平輸入的時候加了一個下拉電阻。
4， 模擬模式：TTL施密特觸發(fā)器是截止的（ 前面三個都是接通的）， 注意此刻輸入量并不是高低電平， 而是0-3V電壓； 并且上拉下拉電阻都是沒有接通的。
注意：輸入模式數(shù)據(jù)都是輸入到輸入數(shù)據(jù)寄存器中， 然后CPU直接讀輸入數(shù)據(jù)寄存器中。
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2017-10-15 20:53 上傳
ps：上圖是盜的。。。 4種輸出方式：
1， 開漏輸出模式：輸出電平通過 位設(shè)置/清除寄存器 映射到 輸出數(shù)據(jù)寄存器 然后通過輸出控制電路， 如果輸出的是1（高電平）那么N-MOS管是關(guān)閉的， 實際輸出電平是由I/O外部的上拉/下拉電阻控制的。 并且此時CPU可以讀輸出的電平， 但是因為輸出1的時候?qū)嶋H輸出電平是由I/O口外部上拉/下拉決定的， 所以此時讀入的可能不是1。 但是如果輸出的是0那么N-MOS管是開啟的，此時電平被拉到VSS， 此時I/O口輸出的也就是低電平； 并且可以通過CPU輸入數(shù)據(jù)寄存器來讀取。
2， 開漏復(fù)用輸出模式：與開漏輸出模式唯一的區(qū)別就是來源， 開漏復(fù)用輸出模式的電平來源是來自于片上外設(shè)模塊。
3， 推挽輸出模式：與開漏輸出模式前面都是一樣的， 但是當(dāng)輸出1時， N-MOS管是關(guān)閉的，P-MOS管開啟； 所以輸出為1.
當(dāng)輸出為0時， P-MOS管關(guān)閉， N-MOS管開啟； 輸出為0；
4， 復(fù)用推挽輸出模式：與推挽輸出模式的唯一區(qū)別就是來源， 復(fù)用推挽輸出模式的來源是片上外設(shè)模塊。
學(xué)習(xí)的時候可以將第一種輸出模式和第二種輸出模式放一塊， 第三種輸出模式和第四種輸出模式放一塊。
上電復(fù)位后， GPIO默認(rèn)為浮空狀態(tài)，部分特殊功能引腳為特定狀態(tài)。
復(fù)位后， JTAG引腳被置于輸入上拉或者下拉模式：
PA15：JTDI置于上拉模式
PA14：JTCK置于下拉模式
PA13：JTMS置于上拉模式
PB4：JNTRST置于上拉模式
推挽輸出和開漏輸出區(qū)別：
推挽輸出：
可以輸出強(qiáng)高低電平，連接數(shù)字器件
開漏輸出：
只可以輸出強(qiáng)低電平，高電平得靠外部電阻拉高。輸出端相當(dāng)于三極管的集電極. 要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅(qū)動,其吸收電流的能力相對強(qiáng)(一般20ma以內(nèi))
1.2GPIO端口寄存器包括
兩個32位配置寄存器（GPIOx_CRL, GPIOx_CRH）
兩個32位數(shù)據(jù)寄存器（GPIOx_IDR和GPIOx_ODR）
一個32位置位/復(fù)位寄存器（GPIOx_BRR）
一個16位復(fù)位寄存器（GPIOx_BSRR）
一個32位鎖定寄存器（GPIOx_LCKR）, (不常用)
每個I/O端口可以自由編程， 然而I/O端口寄存器必須按32位字被訪問（不允許半字或字節(jié)訪問）。
1.2.1端口配置高/低寄存器（GPIOx_CRH, GPIOx_CRL）
stm32 GPIO_CRH是32位的寄存器， 但是配置每一個I/O口需要4位，也就是一個寄存器可以控制8個I/O口， 但是每一組I/O有16位所以需要兩個32位寄存器（還有GPIO_CRL）, CRH控制高16位， CRL控制低16位寄存器。
每個I/O由4位決定其是 輸入還是輸出 并且是什么模式。 將這4位分為兩組：CNFy[1:0] 和 MOEDy[1:0]
MODEy[1:0]
00：輸入模式（復(fù)位后的狀態(tài)）
01：輸出模式（最大速度10MHz）
10：輸出模式（最大速度2MHz）
11：輸出模式（最大數(shù)據(jù)50MHz）
CNFy[1:0]：
在輸入模式
00：模擬輸入模式
01：浮空輸入模式
10：上拉/下拉輸入模式
11：保留
在輸出模式
00：通用推挽輸出模式
01：通用開漏輸出模式
10：復(fù)用功能推挽輸出模式
11：復(fù)用功能開漏輸出模式
1.2.3端口輸入數(shù)據(jù)寄存器（GPIOx_IDR）
高16位保留， 低16位每一位控制一個I/O口。如果為 1 就是高電平， 為 0 就是低電平。
1.2.4端口輸出數(shù)據(jù)寄存器（GPIO_ODR）
與IDR寄存器對應(yīng)（相反）， 高16位保留， 低16位每一位控制一個I/O口。如果為 1 就是輸出高電平， 為 0 就是輸出低電平。但是ODR寄存器還有一個作用：就是在輸入模式下設(shè)置到底是上拉還是下拉。前面的CRH/CRL寄存器中當(dāng)MODEy為 00 時（即輸入模式）， CNFy為 10 （即上拉/下拉輸入模式）時，由
ODR確定到底是上拉還是下拉。將對應(yīng)的ODR寄存器的位設(shè)置為 1 代表上拉， 設(shè)置為 0 代表下拉。
1.2.5端口位設(shè)置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）
它是一個 32 位寄存器， 如果使用它的低 16 位（BSy）， 那么每一位的含義為：
0：對對應(yīng)的ODRy位不產(chǎn)生影響。
1：設(shè)置對應(yīng)的ODRy位為1.
也就是說這個寄存器是用來控制ODR寄存器的， 如果低 16 位某些位為 1， 就是說ODRy寄存器對應(yīng)的也為 1。但是為 0 時不產(chǎn)生影響， 但是如果是ODR寄存器設(shè)置為 0 那么就會輸出低電平。這有什么好處呢？ 在實時系統(tǒng)中， 如果要設(shè)置ODR寄存器， 首先要讀入ODR寄存器的值， 然后賦一個值，然后達(dá)到控制電平的目的， 如果只是要設(shè)置高電平的話， 如果是使用BSRR寄存器就可以直接賦值為 1 了， 這樣就簡單了很多 ^_^。
如果使用的是高 16 位（BRy）的話， 那么每一位含義：
0：對對應(yīng)的ODRy位不產(chǎn)生影響。
1：清除對應(yīng)的ODRy位為0。 也就是輸出低電平
這樣一來就可以設(shè)置整個的ODR寄存器的， 如果要輸出高電平控制（BSy）， 如果要輸出低電平控制（BRy） ^-^
注意：如果同時設(shè)置了BSy和BRy的對應(yīng)位， BSy位起作用。
1.2.6端口位清除寄存器（GPIOx_BRR）
BRR寄存器其實作用和BSRR的高 16 位作用是一致的。
所以通常BSRR寄存器用低 16 位， 然后用BRR寄存器來實現(xiàn)BSRR高 16 位的功能。
stm32引腳功能說明
stm32大部分端口都具有復(fù)用功能， 也就是說可以作為通用I/O還可以作為一些外設(shè)接口。
復(fù)用作用：最大限度的利用端口資源。
重映射功能：將某些端口的功能映射到其他端口。
所有I/O口都可以作為中斷輸入。像51只能有兩個I/O可作為中斷輸入。-_-
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