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详解GPIO在STM32中的几种作业形式

详解GPIO在STM32中的几种工作模式-由于浮空输入一般多用于外部按键输入,结合图上的输入部分电路,我理解为浮空输入状态下,IO的电平状态是不确定的,完全由外部输入决定,如果在该引脚悬空的情况下,读

  一、推挽输出:能够输出高、低电平,衔接数字器材;推挽结构一般是指两个三极管分别受两个互补信号的操控,总是在一个三极管导通的时分另一个截止。凹凸电平由IC的电源决议。

  推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方法存在于电路中,各担任正负半周的波形扩大使命,电路作业时,两只对称的功率开关管每次只要一个导通,所以导通损耗小、效率高。输出既能够向负载灌电流,也能够从负载抽取电流。推拉式输出级既进步电路的负载才干,又进步开关速度。

  二、开漏输出:输出端相当于三极管的集电极,要得到高电平状况需求上拉电阻才行。适合于做电流型的驱动,其吸收电流的才干相对强(一般20mA以内)。开漏方法的电路有以下几个特色:

  1、运用外部电路的驱动才干,削减IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经上拉电阻、MOSFET到GND。IC内部仅需很小的栅极驱动电流。

  2、一般来说,开漏是用来衔接不同电平的器材,匹配电平用的,因为开漏引脚不衔接外部的上拉电阻时,只能输出低电平,假如需求一起具有输出高电平的功用,则需求接上拉电阻,很好的一个长处是经过改动上拉电源的电压,便能够改动传输电平。比方加上上拉电阻就能够供给TTL/CMOS电平输出等。(上拉电阻的阻值决议了逻辑电平转化的速度。阻值越大,速度越低功耗越小,所以负载电阻的挑选要统筹功耗和速度。)

  3、开漏输出供给了灵敏的输出方法,可是也有其缺点,就是带来上升沿的延时。因为上升沿是经过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻挑选小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。所以假如对延时有要求,则主张用下降沿输出。

  4、能够将多个开漏输出衔接到一条线上。经过一只上拉电阻,在不添加任何器材的状况下,构成“与逻辑”联系,即“线与”。能够简略的了解为:在一切引脚连在一起时,外接一上拉电阻,假如有一个引脚输出为逻辑0,相当于接地,与之并联的回路“相当于被一根导线短路”,所以外电路逻辑电平便为0,只要都为高电平时,与的成果才为逻辑1。

  关于推挽输出和开漏输出,最后用一幅最简略的图形来归纳:该图中左面的就是推挽输出方法,其间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。右边的则能够了解为开漏输出方法,需求接上拉。

  

  三、浮空输入:关于浮空输入,一向没找到很威望的解说,只好从以下图中去了解了

  

  因为浮空输入一般多用于外部按键输入,结合图上的输入部分电路,我了解为浮空输入状况下,IO的电平状况是不确定的,完全由外部输入决议,假如在该引脚悬空的状况下,读取该端口的电平是不确定的。

  四、上拉输入/下拉输入/模仿输入:这几个概念很好了解,从字面便能容易读懂。

  五、复用开漏输出、复用推挽输出:能够了解为GPIO口被用作第二功用时的装备状况(即并非作为通用IO口运用)

  六、总结在STM32中选用IO方法

  1、浮空输入GPIO_IN_FLOATING ——浮空输入,能够做KEY辨认,RX1

  2、带上拉输入GPIO_IPU——IO内部上拉电阻输入

  3、带下拉输入GPIO_IPD—— IO内部下拉电阻输入

  4、模仿输入GPIO_AIN ——运用ADC模仿输入,或许低功耗下省电

  5、开漏输出GPIO_OUT_OD ——IO输出0接GND,IO输出1,悬空,需求外接上拉电阻,才干完成输出高电平。当输出为1时,IO口的状况由上拉电阻拉高电平,但因为是开漏输出方法,这样IO口也就能够由外部电路改动为低电平或不变。能够读IO输入电平改变,完成C51的IO双向功用

  6、推挽输出GPIO_OUT_PP ——IO输出0-接GND, IO输出1 -接VCC,读输入值是不知道的

  7、复用功用的推挽输出GPIO_AF_PP ——片内外设功用(I2C的SCL,SDA)

  8、复用功用的开漏输出GPIO_AF_OD——片内外设功用(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)

  七、STM32设置实例:

  1、模仿I2C运用开漏输出_OUT_OD,接上拉电阻,能够正确输出0和1;读值时先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高,然后能够读IO的值;运用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);

  2、假如是无上拉电阻,IO默许是高电平;需求读取IO的值,能够运用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD;

  八、一般有5种方法运用某个引脚功用,它们的装备方法如下:

  1、作为一般GPIO输入:根据需求装备该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入,一起不要使能该引脚对应的一切复用功用模块。

  2、作为一般GPIO输出:根据需求装备该引脚为推挽输出或开漏输出,一起不要使能该引脚对应的一切复用功用模块。

  3、作为一般模仿输入:装备该引脚为模仿输入方法,一起不要使能该引脚对应的一切复用功用模块。

  4、作为内置外设的输入:根据需求装备该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入,一起使能该引脚对应的某个复用功用模块。

  5、作为内置外设的输出:根据需求装备该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出,一起使能该引脚对应的一切复用功用模块。

  留意假如有多个复用功用模块对应同一个引脚,只能使能其间之一,其它模块坚持非使能状况。比方要运用STM32F103VBT6的47、48脚的USART3功用,则需求装备47脚为复用推挽输出或复用开漏输出,装备48脚为某种输入方法,一起使能USART3并坚持I2C2的非使能状况。假如要运用STM32F103VBT6的47脚作为TIM2_CH3,则需求对TIM2进行重映射,然后再按复用功用的方法装备对应引脚。

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