3、GPIO（上）

1 GPIO介绍

1.1 什么是GPIO

Genera l Purpose Input Output（GPIO），即通用输入输出端口。主要用于采集外部器件的信息或者控制外部器件的工作。

1.2 GPIO特点

1、不同型号的芯片的IO口数量不同

2、翻转速度快，最快只需要两个时钟周期

3、每个IO口都可以做中断

4、支持8种工作模式

1.3 GPIO电气特性

STM32工作电压范围：2V≤VDD≤3.6V

GPIO识别电压范围：（CMOS）在-0.3V到1.164V之间识别为低电平，在1.833V到3.6V之间识别为高电平，在1.164V到1.833V之间保持为上一状态，越过这一范围才会改变。

GPIO输出电流：单个IO口最大为25mA

2 GPIO八种工作模式

2.1 四种输入模式

浮空输入：上下拉电阻均断开，电平完全由外部电路所决定，高阻抗，易受干扰。

上拉输入：上拉电阻接通，下拉电阻断开，默认状态为高电平。

下拉输入：下拉电阻接通，上拉电阻断开，默认状态为低电平。

模拟输入：施密特触发器关闭，上下拉电阻均断开，信号不经过数字电路而直接进入模拟外设。

2.2 四种输出模式

推挽输出：P-MOS和N-MOS同时工作，可输出高低电平，驱动能力强。

开漏输出：仅N-MOS工作，只能输出低电平。

复用推挽/开漏输出：特点与推挽/开漏输出一样，但是输出信号由片上外设而非CPU所控制（如SPI时钟，USART串口等）。

3 GPIO寄存器

3.1 GPIO寄存器介绍

F1系列GPIO通用寄存器有七种：

CRL/CRH：配置工作模式、输出速度，其中CRL配置0-7号端口，CRH配置8-15号端口。对于任意一个引脚，其被分配4个配置位，因此CRL和CRH皆为32位寄存器。这4个配置位中，两位是模式位，用于配置输出模式及输出速度，或设置输入模式，具体含义如下：

00：输入模式

01：最大速度10MHz的输出模式

10：最大速度2MHz的输出模式

11：最大速度50MHz的输出模式

另外两位是配置位，用于选择具体的输入或输出模式，当模式位为00时其含义如下：

00：模拟输入模式

01：浮空输入模式

10：上/下拉输入模式

11：保留

当模式位大于00时，其含义如下：

00：推挽输出模式

01：开漏输出模式

10：复用推挽输出

11：复用开漏输出

IDR：输入数据，只读。该32位寄存器中，16至31位保留，0至15位对应16个引脚，每一位反应对应引脚的物理电平状态，高电平记为1，低电平记为0。

ODR：输出数据，读写。该32位寄存器中，16至31位保留，0至15位对应16个引脚。在输出模式下，向某位写入1时会控制对应引脚为高电平，0则控制为低电平；在输入模式下，向某位写入值会控制内部上拉/下拉电阻接通或断开。

BSRR：设置ODR的值，只写。对其0-15位中的任一位写入1可控制对应引脚置位（Set），对16-31位中的任一位写入1可控制对应引脚复位（Reset），向其写入0则无影响。

BRR：将指定引脚清零，只写。该寄存器只有16位，与BSRR中的复位功能一致。

LCKR：锁定端口配置，32位寄存器。