GPIO是什么

GPIO是通用輸入輸出端口的簡稱，簡單來說就是STM32可控制的引腳，STM32芯片的GPIO引腳與外部設備連接起來，從而實現與外部通訊、控制以及數據采集的功能。
STM32芯片的GPIO被分成很多組，每組有16個引腳，如型號為STM32F103ZET6型號的芯片有GPIOA、GPIOB、GPIOC至GPIOG共7組GPIO，芯片一共144個引腳，其中GPIO就占了一大部分，所有的GPlO引腳都有基本的輸入輸出功能。
最基本的輸出功能是由STM32控制引腳輸出高、低電平，實現開關控制，如把GPIO引腳接入到LED燈，那就可以控制LED燈的亮滅，引腳接入到繼電器或三極管，那就可以通過繼電器或三極管控制外部大功率電路的通斷。
最基本的輸入功能是檢測外部輸入電平，如把GPIO引腳連接到按鍵，通過電平高低區分按鍵是否被按下。

點亮PB0 LED：

GPIO功能框圖

每個GPI/O端口有兩個32位配置寄存器（GPIOX-CRL，GPIOx-CRH），兩個32位數據寄存器（GPIOxIDR和GPIOX-ODR），一個32位置位/復位寄存器（GPIOx-BSRR），一個16位復位寄存器（GPIOx-BRR）和一個32位鎖定寄存器（GPIOX-LCKR）.
根據數據手冊中列出的每個I/O端口的特定硬件特征，GPIO端口的每個位可以由軟件分別配置成多種模式：

輸入浮空

輸入上拉

輸入下拉

模擬輸入

開漏輸出

推挽式輸出

推挽式復用功能

開漏復用功能

每個I/O端口位可以自由編程，然而I/O端口寄存器必須按32位字被訪問（不允許半字或字節訪問），GPIOx-BSRR和GPIOxBRR寄存器允許對任何GPIO寄存器的讀/更改的獨立訪問；這樣，在讀和更改訪間之間產生IRQ時不會發生危險。

圖上除了I/O引腳我們能在芯片外部看到，其余部分都在芯片內部

1：保護模塊：當I/O引腳輸入正電壓大于VDD，電流就會流向VDD不會流進芯片內部，從而保護電路（遠大于VDD時二極管會燒壞，因此不能將引腳直接接電極，要用電機驅動），反之輸入負電壓超過VSS時，電流就會從VSS往外流。

2：推挽、開漏或關閉：用以下兩個寄存器配置，每4個位控制一個GPIO，配置輸入輸出的各種模式（右上的上拉下拉開關也是用這個寄存器設置的：10）。

簡化電路圖：

當INT輸入為1，取反后為0，上方的Ug

當INT輸入為0，取反后為1，上方的Ug=Us，VDD3.3V電流流向Ug，VDD與OUT斷開；下方的Ug>Us，GND與OUT導通，OUT電流流向GND。

可以輸出高低電平，用于連接數字器件，高電平由VDD決定，低電平由VSS決定。

推挽結構指兩個三極管受兩路互補的信號控制，總是在一個導通的時候另外一個截止，優點開關效率效率高，電流大，驅動能力強。

輸出高電平時，電流輸出到負載，叫灌電流，可以理解成推，輸出低電平時，負載電流流向芯片，叫拉電流，即挽。

開漏輸出一般只能輸出低電平，想輸出高電平要另外加上拉電阻，而且此時NMOS處于截止狀態（當INT為1時）

輸出高電平時，VDD如果是3.3V，OUT就輸出3.3V，VDD如果是5V，OUT就輸出5V

只能輸出低電平，不能輸出高電平。

如果要輸出高電平，則需要外接上拉。

開漏輸出具有"線與"功能，一個為低，全部為低，多用于I2C和SMBUS總線。

3：輸出數據寄存器：用以下寄存器配置，可以直接設置ODR，也可以先設置BSRR，最后ODR會被更改。

（右上的上拉下拉開關也是用這個BSRR寄存器設置的）

4：復用功能輸出：用外設輸出時（例如串口），第3部分就沒用了。

5：輸入數據寄存器：讀出引腳數據

6：復用功能輸入：外設引腳輸入。

7：模擬輸入：ADC采集，不經過肖特基觸發器

GPIO輸出初始化順序

1、選定具體的GPIO
2、配置GPIO工作模式（CRL和CRH寄存器）
3、控制GPIO輸出高低電平（ODR，BRR和BSRR）

點亮B0 LED

編輯：hfy