Cortex-M3里GPIO幾個概念必須搞清楚資料下載

最近在看數(shù)據(jù)手冊的時候，發(fā)現(xiàn)在Cortex-M3里，對于GPIO的配置種類有8種之多： （1）GPIO_Mode_AIN 模擬輸入 （2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入 （3）GPIO_Mode_IPD 下拉輸入 （4）GPIO_Mode_IPU 上拉輸入 （5）GPIO_Mode_Out_OD 開漏輸出 （6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出 （7）GPIO_Mode_AF_OD 復(fù)用開漏輸出 （8）GPIO_Mode_AF_PP 復(fù)用推挽輸出 對于剛?cè)腴T的新手，我想這幾個概念是必須得搞清楚的，平時接觸的最多的也就是推挽輸出、開漏輸出、上拉輸入這三種，但一直未曾對這些做過歸納。因此，在這里做一個總結(jié)： 一、推挽輸出：可以輸出高、低電平，連接數(shù)字器件；推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個三極管分別受兩個互補信號的控制，總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止。高低電平由IC的電源決定。 推挽電路是兩個參數(shù)相同的三極管或MOSFET，以推挽方式存在于電路中，各負責(zé)正負半周的波形放大任務(wù)，電路工作時，兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小、效率高。輸出既可以向負載灌電流，也可以從負載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負載能力，又提高開關(guān)速度。 二、開漏輸出：輸出端相當(dāng)于三極管的集電極，要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行。適合于做電流型的驅(qū)動，其吸收電流的能力相對強（一般20mA以內(nèi)）。開漏形式的電路有以下幾個特點： 1、利用外部電路的驅(qū)動能力，減少IC內(nèi)部的驅(qū)動。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時，驅(qū)動電流是從外部的VCC流經(jīng)上拉電阻、MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很小的柵極驅(qū)動電流。 2、一般來說，開漏是用來連接不同電平的器件，匹配電平用的，因為開漏引腳不連接外部的上拉電阻時，只能輸出低電平，如果需要同時具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的一個優(yōu)點是通過改變上拉電源的電壓，便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。（上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以負載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。） 3、開漏輸出提供了靈活的輸出方式，但是也有其弱點，就是帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負載充電，所以當(dāng)電阻選擇小時延時就小，但功耗大；反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求，則建議用下降沿輸出。 4、可以將多個開漏輸出連接到一條線上。通過一只上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成“與邏輯”關(guān)系，即“線與”?？梢院唵蔚睦斫鉃椋涸谒幸_連在一起時，外接一上拉電阻，如果有一個引腳輸出為邏輯0，相當(dāng)于接地，與之并聯(lián)的回路“相當(dāng)于被一根導(dǎo)線短路”，所以外電路邏輯電平便為0，只有都為高電平時，與的結(jié)果才為邏輯1。 關(guān)于推挽輸出和開漏輸出，最后用一幅最簡單的圖形來概括：該圖中左邊的便是推挽輸出模式，其中比較器輸出高電平時下面的PNP三極管截止，而上面NPN三極管導(dǎo)通，輸出電平VS ；當(dāng)比較器輸出低電平時則恰恰相反，PNP三極管導(dǎo)通，輸出和地相連，為低電平。右邊的則可以理解為開漏輸出形式，需要接上拉。 三、浮空輸入：對于浮空輸入，一直沒找到很權(quán)威的解釋，只好從以下圖中去理解了 由于浮空輸入一般多用于外部按鍵輸入，結(jié)合圖上的輸入部分電路，我理解為浮空輸入狀態(tài)下，IO的電平狀態(tài)是不確定的，完全由外部輸入決定，如果在該引腳懸空的情況下，讀取該端口的電平是不確定的。 四、上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入：這幾個概念很好理解，從字面便能輕易讀懂。 五、復(fù)用開漏輸出、復(fù)用推挽輸出：可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況（即并非作為通用IO口使用） 六、總結(jié)在STM32中選用IO模式 1、浮空輸入GPIO_IN_FLOATING ——浮空輸入，可以做KEY識別，RX1 2、帶上拉輸入GPIO_IPU——IO內(nèi)部上拉電阻輸入 3、帶下拉輸入GPIO_IPD—— IO內(nèi)部下拉電阻輸入 4、模擬輸入GPIO_AIN ——應(yīng)用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電 5、開漏輸出GPIO_OUT_OD ——IO輸出0接GND，IO輸出1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時，IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平，但由于是開漏輸出模式，這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔??？梢宰xIO輸入電平變化，實現(xiàn)C51的IO雙向功能 6、推挽輸出GPIO_OUT_PP ——IO輸出0-接GND， IO輸出1 -接VCC，讀輸入值是未知的 7、復(fù)用功能的推挽輸出GPIO_AF_PP ——片內(nèi)外設(shè)功能（I2C的SCL,SDA） 8、復(fù)用功能的開漏輸出GPIO_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS） 七、STM32設(shè)置實例： 1、模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD，接上拉電阻，能夠正確輸出0和1；讀值時先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)；拉高，然后可以讀IO的值；使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)； 2、如果是無上拉電阻，IO默認是高電平；需要讀取IO的值，可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開漏輸出_OUT_OD； 八、通常有5種方式使用某個引腳功能，它們的配置方式如下： 1、作為普通GPIO輸入：根據(jù)需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入，同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。 2、作為普通GPIO輸出：根據(jù)需要配置該引腳為推挽輸出或開漏輸出，同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。 3、作為普通模擬輸入：配置該引腳為模擬輸入模式，同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。 4、作為內(nèi)置外設(shè)的輸入：根據(jù)需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入，同時使能該引腳對應(yīng)的某個復(fù)用功能模塊。 5、作為內(nèi)置外設(shè)的輸出：根據(jù)需要配置該引腳為復(fù)用推挽輸出或復(fù)用開漏輸出，同時使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。 注意如果有多個復(fù)用功能模塊對應(yīng)同一個引腳，只能使能其中之一，其它模塊保持非使能狀態(tài)。比如要使用STM32F103VBT6的47、48腳的USART3功能，則需要配置47腳為復(fù)用推挽輸出或復(fù)用開漏輸出，配置48腳為某種輸入模式，同時使能USART3并保持I2C2的非使能狀態(tài)。如果要使用STM32F103VBT6的47腳作為TIM2_CH3，則需要對TIM2進行重映射，然后再按復(fù)用功能的方式配置對應(yīng)引腳。 本文轉(zhuǎn)載自 轉(zhuǎn)載地址： 聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有，如涉及侵權(quán)，請聯(lián)系小編進行處理。 (mbbeetchina)