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【STM32】STM32学习笔记-GPIO输出(05),频点门

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文件名:【STM32】STM32学习笔记-GPIO输出(05),频点门 【STM32】STM32学习笔记-GPIO输出(05) 00. 目录

文章目录 00. 目录01. GPIO简介02. GPIO基本结构03. GPIO位结构04. GPIO模式4.1 输入浮空4.2 输入上拉4.3 输入下拉4.4 模拟输入4.5 开漏输出4.6 开漏复用功能4.7 推挽式输出4.8 推挽式复用功能 05. LED和蜂鸣器简介06. 面包板07. 附录

01. GPIO简介 GPIO(General Purpose Input Output)通用输入输出口可配置为8种输入输出模式引脚电平:0V~3.3V,部分引脚可容忍5V输出模式下可控制端口输出高低电平,用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等输入模式下可读取端口的高低电平或电压,用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等

每个GPI/O端口有两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL,GPIOx_CRH),两个32位数据寄存器(GPIOx_IDR和GPIOx_ODR),一个32位置位/复位寄存器(GPIOx_BSRR),一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)和一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。 根据数据手册中列出的每个I/O端口的特定硬件特征, GPIO端口的每个位可以由软件分别配置成多种模式。

输入浮空

输入上拉

输入下拉

模拟输入

开漏输出

推挽式输出

推挽式复用功能

开漏复用功能

每个I/O端口位可以自由编程,然而I/0端口寄存器必须按32位字被访问(不允许半字或字节访问)。GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器允许对任何GPIO寄存器的读/更改的独立访问;这样,在读和更改访问之间产生IRQ时不会发生危险。

02. GPIO基本结构

系统结构

基本结构

03. GPIO位结构

I/O端口位的基本结构

5伏兼容I/O端口位的基本结构

04. GPIO模式

通过配置GPIO的端口配置寄存器,端口可以配置成以下8种模式

4种输入模式:

输入浮空输入上拉输入下拉模拟输入

4种输出模式:

开漏输出开漏复用功能推挽式输出推挽式复用功能

3种最大翻转速度:

最大输出速度为2MHz最大输出速度为10MHz最大输出速度为50MHz 4.1 输入浮空

浮空输入模式下,I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。也就是说,I/O的电平状态是不确定的,完全由外部输入决定;如果在该引脚悬空(在无信号输入)的情况下,读取该端口的电平是不确定的。所以在要读取外部信号时通常配置IO口为浮空输入模式。

4.2 输入上拉

上拉输入模式下,I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。但是在I/O端口悬空(在无信号输入)的情况下,输入端的电平可以保持在高电平;并且在I/O端口输入为低电平的时候,输入端的电平为低电平。

4.3 输入下拉

下拉输入模式下,IO口工作方式刚好和上拉模式相反。I/O端口的电平信号直接进入输入数据寄存器。但是在I/O端口悬空(在无信号输入)的情况下,输入端的电平可以保持在低电平;并且在I/O端口输入为高电平的时候,输入端为高电平。

4.4 模拟输入

模拟输入模式下,I/O端口的模拟信号(电压信号,而非电平信号)直接模拟输入到片上外设模块,比如ADC模块等等。

4.5 开漏输出

开漏输出模式下,通过设置位设置/清除寄存器或者输出数据寄存器的值,控制MOS管的导通。这里要注意N-MOS管,当设置输出的值为高电平的时候,N-MOS管处于关闭状态,此时I/O端口的电平就不会由输出的高低电平决定,而是由I/O端口外部的上拉或者下拉决定;当设置输出的值为低电平的时候,N-MOS管处于开启状态,此时I/O端口的电平就是低电平。同时,I/O端口的电平也可以通过输入电路进行读取;注意,I/O端口的电平不一定是输出的电平。通常使用开漏输出时外部要加一个上拉电阻。

4.6 开漏复用功能

开漏复用输出模式,与开漏输出模式很是类似。只是输出的高低电平的来源,不是让CPU直接写输出数据寄存器,取而代之利用片上外设模块的复用功能输出来决定的。

4.7 推挽式输出

推挽输出模式下,通过设置位设置/清除寄存器或者输出数据寄存器的值,控制P-MOS管和N-MOS管的导通来控制IO口输出高电平还是低电平。这里要注意P-MOS管和N-MOS管,当设置输出的值为1的时候,P-MOS管处于开启状态,N-MOS管处于关闭状态,此时I/O端口的电平就由P-MOS管决定为高电平;当设置输出的值为0的时候,P-MOS管处于关闭状态,N-MOS管处于开启状态,此时I/O端口的电平就由N-MOS管决定为低电平。同时,I/O端口的电平也可以通过输入电路进行读取;注意,此时I/O端口的电平一定是输出的电平。

4.8 推挽式复用功能

推挽复用输出模式,与推挽输出模式很是类似。只是输出的高低电平的来源,不是让CPU直接写输出数据寄存器,取而代之利用片上外设模块的复用功能输出来决定的。

05. LED和蜂鸣器简介 LED:发光二极管,正向通电点亮,反向通电不亮有源蜂鸣器:内部自带振荡源,将正负极接上直流电压即可持续发声,频率固定无源蜂鸣器:内部不带振荡源,需要控制器提供振荡脉冲才可发声,调整提供振荡脉冲的频率,可发出不同频率的声音

硬件电路

06. 面包板

面包板描述

面包板使用示例

07. 附录
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