GPIO

GPIO（General Purpose Input Output 通用输入输出口）

可配置8中输入输出模式

引脚电平:0~3.3V，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、模拟通信协议输出协议输出失序等。只要是能用高低电平进行控制的地方，都可以用GPIO来完成，如果是控制大功率设备，加入驱动电路即可

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

GPIO的基本结构

每个GPIO模块主要包含了寄存器和驱动器这些东西

寄存器：一段特殊的存储器，内核可以通过APB2总线对寄存器进行读写，这样就可以完成输出电平和读取电平的功能了

STM32是32位的单片机，所以内部的寄存器都是32位的

如果端口少于这个数，那就是低位对应端口

如上图，每一位寄存器对应一个引脚

输出寄存器写1，对应的引脚就会输出高电平；写0，就会输出低电平

输入寄存器读取为1，证明对应的端口目前是高电平；读取为0，就是低电平

驱动器：用来增强信号的驱动能力

GPIO位结构

这个是接了两个保护二极管的IO引脚，用于对输入电压进行限幅

当电压超过3.3V,那VDD导通；当电压低于0V，VSS导通。这样不正常的电压就不会进入电路导致损毁电路

这个是上拉电阻和下拉电阻，当IO口浮空的时候，不确定是高电压还是低电压，电路容易受外界的影响而不稳定，这个的作用就是设置一个默认的电压，闭合VDD就是默认高电压，闭合VSS就是默认低电压

这个是用来设置一个上下限的，当你的电压波动的时候会因为干扰而导致误判，所以直接划定两条界限，超过上限就是高电平，低过下限就是低电平

这个的作用是当你想对某一位进行设置/清除的时候在寄存器对应的位置写1就会对内部电路里的这一位清0了，你写0就是对这一位不做任何改变

这个是MOS管，上面这个图可能有问题，但设计需求就是：”寄存器写 1，PMOS 必须导通，寄存器写 0，NMOS 必须导通，要实现这个目的“，只需要再输出控制那个地方加个反相器

推挽：PMOS管和NMOS管都有效，STM32对IO口具有绝对的控制权

开漏：PMOS管无效，相当于直接断开

关闭：两个MOS管都无效

GPIO模式

浮空/上拉/下拉输入

模拟输入

开漏/推挽输出

复用开漏/推挽输出

LED：发光二极管，正向通电点亮，反向通电不亮

有源蜂鸣器：内部自带震荡源，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：内部不带震荡源，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

相关的一些硬件电路（左边是LED，右边是蜂鸣器）

GPIO的输出

芯片向外发出电信号，控制外部器件

1.LED闪烁

2.LED流水灯

3.蜂鸣器

几种使用库函数的方法

1.先打开相应硬件.h文件的最后，看一下有哪些函数，然后右键转到定义，查看一下函数和参数的用法（英文看不懂借助翻译）

2.打开库函数的固件函数用户手册

3.网上搜索

GPIO的输入

芯片读取外部电路传来的电平信号

按键：

常用的输入设备，按下导通，松手断开

按键抖动：由于按键内部使用的是机械弹簧片来进行通断的，所以在按下和松手的瞬间会伴随有有一连串的抖动

按键的几种电路

传感器模块：

传感器原件（光敏电阻/热敏电阻/红外接收管等）的电阻会随外界模拟量的变化而变化，通过与定制电阻分压即可得到模拟电阻输出，再通过高电压比较器进行二值化即可得到数字电压输出

上拉下拉模型分析

比作两个弹簧，上下各一个，那个弹簧的拉力越大就偏向那一边

而电阻越小的那边代表拉力大的那边，因为电平偏向电阻小的那边

1.按键控制LED

Key.c

LED.c

main.c

2.光敏传感器控制蜂鸣器

Buzzer.c

LightSensor.c

main.c

main.c

[外链图片转存中…(img-qKhGuuzW-1785851669928)]