STM32F10系列开发板的GPIO介绍

1.GPIO介绍

GPIO 是控制或者采集外部器件的信息的外设，即负责输入输出。它按组分配，每组 16 个

IO 口，组数视芯片而定。STM32F103ZET6 芯片是 144 脚的芯片，具有 GPIOA、GPIOB、GPIOC、

GPIOD、GPIOE、GPIOF 和 GPIOG 七组 GPIO 口，共有 112 个 IO 口可供我们编程使用

2.GPIO八种功能模式

2.1、输入浮空

输入浮空模式：上拉/下拉电阻为断开状态，施密特触发器打开，输出被禁止。输入浮空模

式下，IO口的电平完全是由外部电路决定。如果IO引脚没有连接其他的设备，那么检测其输

入电平是不确定的。该模式可以用于按键检测等场景。

 

 

 

2.2、输入上拉

输入上拉模式：上拉电阻导通，施密特触发器打开，输出被禁止。在需要外部上拉电阻的

时候，可以使用内部上拉电阻，这样可以节省一个外部电阻，但是内部上拉电阻的阻值较大，

所以只是“弱上拉”，不适合做电流型驱动。

 

2.3、输入下拉

输入下拉模式：下拉电阻导通，施密特触发器打开，输出被禁止。在需要外部下拉电阻的

时候，可以使用内部下拉电阻，这样可以节省一个外部电阻，但是内部下拉电阻的阻值较大，

所以不适合做电流型驱动。

 

2.4、模拟输入

模拟功能：上下拉电阻断开，施密特触发器关闭，双MOS管也关闭。其他外设可以通过模

拟通道输入输出。该模式下需要用到芯片内部的模拟电路单元单元，用于ADC、DAC、MCO

这类操作模拟信号的外设。

 

 

2.5、开漏输出

开漏输出模式：STM32的开漏输出模式是数字电路输出的一种，从结果上看它只能输出低

电平Vss或者高阻态，常用于IIC通讯（IIC_SDA）或其它需要进行电平转换的场景。

开漏模式下，IO是这样工作的：

P-MOS被“输出控制”控制在截止状态，因此IO的状态取决于N-MOS的导通状况；

只有N-MOS还受控制于输出寄存器，“输出控制”对输入信号进行了逻辑非的操作；

施密特触发器是工作的，即可以输入，且上下拉电阻都断开了，可以看成浮空输入；

 

2.6、推挽输出

推挽输出模式：STM32的推挽输出模式，从结果上看它会输出低电平VSS或者高电平

VDD。推挽输出跟开漏输出不同的是，推挽输出模式P-MOS管和N-MOS管都用上。

 

 

2.7、开漏式复用功能

开漏式复用功能：一个IO口可以是通用的IO口功能，还可以是其他外设的特殊功能引脚，

这就是IO口的复用功能。一个IO口可以是多个外设的功能引脚，我们需要选择作为其中一个

外设的功能引脚。当选择复用功能时，引脚的状态是由对应的外设控制，而不是输出数据寄存

器。除了复用功能外，其他的结构分析请参考开漏输出模式。

另外在开漏式复用功能模式下，施密特触发器也是打开的，我们可以读取IO口的电平状

态，同时外设可以读取IO口的信息。

 

 

2.8、推挽式复用功能

推挽式复用功能：和开漏式复用功能类似，只是推挽式复用功能P-MOS和N-MOS都启用了

 3.GPIO寄存器

STM32F1每组（这里是A~D）通用GPIO口有7个32位寄存器控制，包括：

2个32位端口配置寄存器（CRL和CRH）

2个32位端口数据寄存器（IDR和ODR）

1个32位端口置位/复位寄存器（BSRR）

1个16位端口复位寄存器（BRR）

1个32位端口锁定寄存器(LCKR)

3.1 端口配置寄存器

配置寄存器就是用来配置GPIO的相关工作模式和工作速度，它们通过不同的

配置组合方法，就决定我们所说的8种工作模式。

3.1.1 GPIOx_CRL寄存器

偏移地址：0x00

复位值：0x44444444

 3.1.2 GPIOx_CRH寄存器

偏移地址：0x04

复位值：0x44444444

 

 3.2 端口数据寄存器

3.2.1端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）

地址偏移：0Ch

复位值：0x00000000

端口输出数据寄存器用于控制GPIOx的输出高电平或者低电平。

该寄存器低16位有效，分别对应每一组GPIO的16个引脚。

 

3.2.2端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)

地址偏移：0x08

复位值：0x0000XXXX

端口输出数据寄存器用于接收GPIOx的输入高电平或者低电平。

该寄存器低16位有效，分别对应每一组GPIO的16个引脚。

 3.3 端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)

地址偏移：0x10

复位值：0x00000000

 

 3.4 端口位复位寄存器(GPIOx_BRR)

地址偏移：0x14

复位值：0x0000 0000

 

3.5 端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)

当执行正确的写序列设置了位16(LCKK)时，该寄存器用来锁定端口位的配置。位[15:0]用于锁

定GPIO端口的配置。在规定的写入操作期间，不能改变LCKP[15:0]。当对相应的端口位执行了

LOCK序列后，在下次系统复位之前将不能再更改端口位的配置。

每个锁定位锁定控制寄存器(CRL, CRH)中相应的4个位。

地址偏移：0x18

复位值：0x0000 0000