STM32入门系列-GPIO工作模式及LED电路原理

GPIO工作模式

    由于GPIO内部的结构关系，决定了GPIO可配置成以下几种模式。

• 输入模式

    在输入模式时，施密特触发器打开，输出被禁止。可通过输入数据寄存器GPIOx_IDR读取I/O状态。输入模式可以配置为模拟、上拉、下拉以及浮空模式。上拉和下拉输入很好理解，默认的电平由上拉或者下拉决定。浮空输入的电平是不确定的，完全由外部的输入决定，一般接按键的时候可以使用这个模式。模拟输入则用于 ADC 采集。

• 输出模式（推挽/开漏）

    在输出模式中，推挽模式时双MOS管以推挽方式工作，输出数据寄存器GPIOx_ODR可控制I/O输出高低电平。开漏模式时，只有N-MOS管工作，输出数据寄存器可控制I/O输出高阻态或低电平。输出速度可配置，有2、25、50MHz的选项。此处的输出速度即I/O支持的高低电平状态最高切换频率，支持的频率越高，功耗越大，如果功耗要求不严格，把速度设置成最大即可。在输出模式时，施密特触发器是打开的，即输入可用，通过输入数据寄存器GPIOx_IDR可读取I/O的实际状态。

• 复用功能（推挽/开漏）

    复用功能模式中，输出使能，输出速度可配置，可工作在开漏及推挽模式，但是输出信号源于其它外设，输出数据寄存器 GPIOx_ODR 无效；输入可用，通过输入数据寄存器可获取 I/O 实际状态，但一般直接用外设的寄存器来获取该数据信号。

• 模拟输入输出（上下拉无影响）

    模拟输入输出模式中，双MOS管结构被关闭，施密特触发器停用，上/下拉也被禁止。其它外设通过模拟通道进行输入输出。通过对GPIO寄存器写入不同的参数，就可以改变GPIO的应用模式，再强调一下，要了解具体寄存器时一定要查阅《STM32F1xx 参考手册》中对应外设的寄存器说明。在GPIO外设中，通过设置“端口配置寄存器GPIOx_CRL和GPIOx_CRH”可配置GPIO的工作模式和输出速度。CRH控制端口的高八位，CRL控制端口的低八位。

STM32F1xx的LED电路

    开发板上LED电路图如下图所示。

    相同网络标号表示它们是连接在一起的， 因此D1-D8发光二极管阴极是连接在STM32的PC0-PC7管脚上。如果要使D1指示灯亮，只需要控制PC0管脚输出低电平，如果要使D1指示灯灭，只需控制PC0输出高电平。对于其他的LED控制方法一样。如果使用的是其他板子，连接LED的管脚和极性不一样，那么只需要在程序中修改对应的GPIO管脚和输出电平状态就可以，原理是一样的。要点亮D1发光二极管，让STM32的PC0管脚输出一个低电平即可。