GPIO的介紹

GPIO （general purpose input output）是通用輸入輸出端口的簡(jiǎn)稱(chēng)，通俗來(lái)講就是單片機(jī)上的引腳，在STM32中，GPIO的工作模式被細(xì)分為8種，由4個(gè)32位寄存器共同控制。

輸出和輸入都是針對(duì)芯片引腳來(lái)講的（即引腳的對(duì)外輸出，和外界對(duì)引腳的輸入）。

四種輸入模式介紹

輸入模式下可讀取端口的高低電平或電壓。例如各類(lèi)傳感器（使用ADC功能），如果要將獲取的電平傳送給單片機(jī)的某一個(gè)引腳，那就要將這個(gè)引腳設(shè)置為輸入模式。

1、GPIO_Mode_AIN 模擬輸入

這種輸入模式比較特殊，該模式主要為片上外設(shè)ADC而配置，從外部讀取模擬信號(hào)，當(dāng)設(shè)置為模擬輸入時(shí)，GPIO會(huì)失效，引腳直接接入內(nèi)部ADC。

特點(diǎn)：相較于其他輸入模式只能讀取到邏輯高/低電平（數(shù)字量），該模式能讀取到細(xì)微變化的值（模擬量）。通俗來(lái)講就是，別的模式只能讀取0和1，而模擬輸入可以讀取到0-1的變化區(qū)間。

主要應(yīng)用：所有要用到ADC模擬輸入的外設(shè)（例如煙霧傳感器，引腳需要接收模擬信號(hào)進(jìn)而計(jì)算電壓值），低功耗下省電。

2、GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入

數(shù)據(jù)通道中僅接入TTL觸發(fā)器（作用是將相對(duì)緩慢變化的模擬信號(hào)變成矩形信號(hào)）整形，隨后輸入輸入數(shù)據(jù)寄存器。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（無(wú)信號(hào)輸入）的情況下，讀取該端口的電平是不確定的。該種工作模式未接入任何上拉/下拉電阻。

主要應(yīng)用：可用于按鍵KEY實(shí)驗(yàn)、發(fā)送接收信號(hào)RX、TX、IIC、USART等。（但按鍵一般更常用到上拉下拉輸入，待會(huì)再重點(diǎn)記錄）。主要還是發(fā)送和接收信號(hào)的引腳常設(shè)置為浮空輸入。

3、GPIO_Mode_IPD 下拉輸入

可讀取引腳電平，與浮空輸入相比，它內(nèi)部連接下拉電阻，懸空時(shí)默認(rèn)為低電平，其余相同。

4、GPIO_Mode_IPU 上拉輸入

可讀取引腳電平，與浮空輸入相比，它內(nèi)部連接上拉電阻，懸空時(shí)默認(rèn)為高電平，其余相同。

主要應(yīng)用：

①按鍵的使用

②器件的外部中斷（IRQ）引腳觸發(fā)中斷條件為下降沿觸發(fā)/低電平觸發(fā)，這樣在無(wú)信號(hào)輸入時(shí)始終保持高電平，如果有事件觸發(fā)中斷IRQ可以輸出一個(gè)低電平，進(jìn)而可產(chǎn)生（下降沿/低電平）中斷，此時(shí)就可以將該引腳設(shè)置為上拉輸出，使中斷條件滿(mǎn)足。

③同理，器件的外部中斷（IRQ）引腳觸發(fā)中斷條件為上升沿觸發(fā)/高電平觸發(fā)時(shí)，該端口可以選擇下拉輸入模式。

重點(diǎn)記錄：按鍵與上拉/下拉輸入

由圖不難看出：當(dāng)KEY_UP按下后，會(huì)接入VCC的高電平，而當(dāng)按鍵不按下時(shí)，即為懸空狀態(tài)（無(wú)信號(hào)輸入），此時(shí)IO輸入是未知的，程序可能卡死在這里或者跑飛。那我們就要用到一個(gè)下拉電阻，使該引腳在懸空狀態(tài)下電平被拉低。即按鍵KEY_UP按下為高電平，不按下為低電平。

同理，當(dāng)KEY0、KEY1、KEY2三個(gè)按鍵按下時(shí)會(huì)接入GND的低電平，而不按下時(shí)輸入未知。為了避免程序跑飛，采用上拉電阻，讓按鍵按下時(shí)為低電平，按鍵松開(kāi)為高電平。