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STM32系列单片机GPIO资料收集及总结
上海银洋电子有限公司   2012-10-11 02:14:07 作者:cy 来源: 文字大小:[][][]

一、GPIO配置
(1)GPIO_Mode_AIN 模拟输入
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入
(3)GPIO_Mode_IPD 下拉输入
(4)GPIO_Mode_IPU 上拉输入
(5)GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出
(6)GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
(7)GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出
(8)GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出
GPIO_Speed_10MHz 最高输出速率10MHz
GPIO_Speed_2MHz 最高输出速率2MHz
GPIO_Speed_50MHz 最高输出速率50MHz

1.1 I/O口的输出模式下,有3种输出速度可选(2MHz、10MHz和50MHz),这个速度是指I/O口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度,输出信号的速度与程序有关(芯片内部在I/O口 的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路,用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路)。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块,达到最佳的噪声 控制和降低功耗的目的。高频的驱动电路,噪声也高,当不需要高的输出频率时,请选用低频驱动电路,这样非常有利于提高系统的EMI性能。当然如果要输出较高频率的信号,但却选用了较低频率的驱动模块,很可能会得到失真的输出信号。

关键是GPIO的引脚速度跟应用匹配(推荐10倍以上?)。比如:
1.1.1 对于串口,假如最大波特率只需115.2k,那么用2M的GPIO的引脚速度就够了,既省电也噪声小。
1.1.2 对于I2C接口,假如使用400k波特率,若想把余量留大些,那么用2M的GPIO的引脚速度或许不够,这时可以选用10M的GPIO引脚速度。
1.1.3 对于SPI接口,假如使用18M或9M波特率,用10M的GPIO的引脚速度显然不够了,需要选用50M的GPIO的引脚速度。
1.2 GPIO口设为输入时,输出驱动电路与端口是断开,所以输出速度配置无意义。
1.3 在复位期间和刚复位后,复用功能未开启,I/O端口被配置成浮空输入模式。
1.4 所有端口都有外部中断能力。为了使用外部中断线,端口必须配置成输入模式。
1.5 GPIO口的配置具有上锁功能,当配置好GPIO口后,可以通过程序锁住配置组合,直到下次芯片复位才能解锁。

2、推挽输出与开漏输出的区别

推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).
推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.
要实现 线与 需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小,效率高。输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流

当端口配置为输出时:
开漏模式:输出 0 时,N-MOS 导通,P-MOS 不被激活,输出0。
输出 1 时,N-MOS 高阻, P-MOS 不被激活,输出1(需要外部上拉电路);此模式可以把端口作为双向IO使用。
推挽模式:输出 0 时,N-MOS 导通,P-MOS 高阻 ,输出0。
输出 1 时,N-MOS 高阻,P-MOS 导通,输出1(不需要外部上拉电路)。

简单来说开漏是0的时候接GND 1的时候浮空 推挽是0的时候接GND 1的时候接VCC

3、在STM32中选用IO模式
(1) 浮空输入_IN_FLOATING ——浮空输入,可以做KEY识别,RX1
(2)带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入
(3)带下拉输入_IPD—— IO内部下拉电阻输入
(4) 模拟输入_AIN ——应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电
(5)开漏输出_OUT_OD ——IO输出0接GND,IO输出1,悬空,需要外接上拉电阻,才能实现输出高电平。当输出为1时,IO口的状态由上拉电阻拉高电平,但由于是开漏输出模式,这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变 。可以读IO输入电平变化,实现C51的IO双向功能
(6)推挽输出_OUT_PP ——IO输出0-接GND, IO输出1 -接VCC,读输入值是未知的
(7)复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能(I2C的SCL,SDA)
(8)复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)

实例总结:

(1)模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD,接上拉电阻,能够正确输出0和1;读值时先
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高,然后可以读IO的值;使用
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);

(2)如果是无上拉电阻,IO默认是高电平;需要读取IO的值,可以使用
带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和 开漏输出_OUT_OD;

4、IO低功耗:

关于模拟输入&低功耗,根据STM32的低功耗AN(AN2629)及其源文件,在STOP模式下,为了得到尽量低的功耗,确实把所有的IO(包括非A/D输入的GPIO)都设置为模拟输入

5、程序

(1)时钟:
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB |
RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

(2)IO配置:
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; // IR 输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

(3)输出输入:

输出0:GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)
输出1:GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)
输入: GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7)
STM32系列单片机GPIO资料收集及总结

http://www.y-ec.com/cpcp/html/?201.html
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