[嵌入式]STM32 GPIO的输入、输出模式的介绍&&应用总结（模拟/浮空/上拉/下拉/&&推挽/开漏）

一、输入模式

1、GPIO_Mode_AIN(模拟输入)

• GPIO的模拟输入用于处理模拟信号，所谓模拟信号，其实就是电压从0~3.3V的变化的过程，外部的感应设备在检测到外部的变化时，将外部的环境的变化转换成电压的变化，并通过所连接的GPIO端口传给单片机,，这个时候就应该将单片机对应的引脚设置成 -->模拟输入模式 当用作模拟输入时信号是不经过肖特基触发器触发的，因为肖特基触发器的信号只有0或1两种状态（是离散型的），而模拟信号是连续性的。
• 模拟输入用来作为ADC模拟信号的采集中比如说一些经常用到的温湿度传感器、光敏传感器、烟雾传感器的数据采集。

2、GPIO_Mode_IN_FLOATING(浮空输入）

• 此时的GPIO引脚是处在高阻状态的，浮空输入的电平是不确定的，完全取决于外部的输入。
• 浮空输入多用于外部按键输入

3、GPIO_Mode_IPD(下拉输入)、GPIOGPIO_Mode_IPU(上拉输入)

• 这里先简单的介绍一下关于上下拉电阻

1. 上拉电阻：就是将一个不确定的信号（高电平/低电平），通过一个电阻与电源VCC相连，固定在高电平。
2. 下拉电阻：下拉电阻就是将一个不确定的信号（高/低电平），通过一个电阻连接与地线GND相连，固定在低电平。
   

• GPIO的上下拉输入是针对GPIO的浮空输入而产生的，笼统的说就是在浮空输入的基础上再加上一个电阻，电阻的大小对应如下，上面展示了上下拉输入对应的电阻的最大值、最小值以及典型值。

• 上下拉的作用以及应用：

1. 当TTL电路驱动CMOS电路时，如果电路的输出的高点平低于COMS的最低电平时，这是就需要在TTL电路的输出端接一个上拉电阻，以提高TTL输出端的分压（电平值）。
2. OC门电路必须使用上拉电阻，以提高输出的电平值。
3. 为了增强输出引脚的驱动能力，可以在输出端接上拉电阻。
4. 在COMS芯片上，管脚的悬空很容易受到外界的干扰，为了防止静电的干扰，不用的引脚不能悬空，一般接上拉电阻以降低输入阻抗。
5. 对于高有效的使能控制信号（EN），希望系统上电后应处于无效状态，就应该在使能端接下拉电阻。假如这个使能信号用于电机的控制，如果处于悬空的话，就很容易受到外界的干扰，此时就可以增加一个下拉电阻。
   

二、输出模式

总的来说就是输出模式就只有两种：推挽和开漏

1、推挽输出

GPIO_Mode_OUT_PP(推挽输出)、GPIO_Mode_AF_OD(复用开漏输出)

• 当IO口输出0时接GND，当IO口输出为1时接VCC，在推挽模式下，单片机的数据输出寄存器ODRx可以控制GPIO输出高低电平，多用于LED灯、蜂鸣器、继电器、电机等需要输出高低电平的场景。

2、 开漏输出

GPIO_Mode_OUT_OD(开漏输出)、GPIO_Mode_AF_OD(复用开漏输出)

• 在开漏模式下，输出数据寄存器ODR可以控制I/O口输出高阻态或者低电平，当GPIO口输出0时对应的IO口接GND，GPIO口输出1时对应的IO口处于高阻态（浮空模式）需要外接一个上拉电阻才能够实现输出高电平。
  开漏的应用：

1. 在模拟IIC的时序时使用开漏输出，接上拉电阻，能够正确的输出0和1；
   读取数据时先GPIO_SetBits(GPIO_IIC,IIC_SDA);拉高，然后可以读取IO的值：GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_IIC,IIC_SDA);

   3、推挽和开漏输出的区别：

   • 就电流的大小而言，开漏输出是弱电流（基本算是没有电流）只是给外部一个电平信号，没有驱动能力，而推挽输出是强电流是具有推动（驱动）性的，所以在比如说LED灯的驱动如果你设置成开漏输出的，即使你输出的是高电平灯也不可能亮。
   • 总的来说：开漏能实现的，推挽都可以实现，开漏主要用于信号的处理例如：IIC、SPI等；