stm32 io 口配置和使用
对于stm32GPIO的配置种类有8种之多:
(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
在使用stm32单片机时这几个概念是需要搞清楚的,平时接触的最多的也就是推挽输出、开漏输出、上拉输入这三种,但一直未曾对这些做过归纳。因此,在这里做一个总结:
一、推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;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。高低电平由IC的电源低定。
推挽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。推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
二、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)。开漏形式的电路有以下几个特点(开漏,就等于输出口接了个NPN三极管,并且只接了E,B,而C极是开路的,你可以接一个电阻到3.3V,也可以接一个电阻到5V,这样,在输出1的时候,就可以是5V电压,也可以是3.3V电压了,但是不接电阻上拉的时候,这个输出高就不能实现了,所以常用作电平转换):
1、
2、
3、开漏输出
4、
关于推挽输出和开漏输出,下图中左边的便是推挽输出模式,其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止,而上面NPN三极管导通,输出电平VS+;当比较器输出低电平时则恰恰相反,PNP三极管导通,输出和地相连,为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式,需要接上拉。
![](../img/eep/emb/emb-575070dpoechdz5i.jpg)
三、浮空输入
顾名思义就是浮在空中,上面用绳子一拉就上去了,下面用绳子一拉就沉下去了。
四、上拉输入/下拉输入/模拟输入:这几个概念很好理解,从字面便能轻易读懂。
五、复用开漏输出、复用推挽输出:可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况(即并非作为通用IO口使用)。
2.io口的使用
2.1 IO口时钟简介:
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:
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。
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。
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。
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