GPIO_Mode_In_FL_No_IT

浮空输入无中断

GPIO_Mode_In_PU_No_IT

上拉输入无中断

GPIO_Mode_In_FL_IT

浮空输入有中断

GPIO_Mode_In_PU_IT

上拉输入有中断

GPIO_Mode_Out_OD_Low_Fast

开漏-输出低-高速   Output open-drain, low level, 10MHz

GPIO_Mode_Out_PP_Low_Fast

推挽-输出低-高速   Output push-pull, low level, 10MHz

GPIO_Mode_Out_OD_Low_Slow

开漏-输出低-低速   Output open-drain, low level, 2MHz

GPIO_Mode_Out_PP_Low_Slow

推挽-输出低-低速   Output push-pull, low level, 2MHz

GPIO_Mode_Out_OD_HiZ_Fast

开漏-输出高阻-高速   Output open-drain, high-impedance level, 10MHz

GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast

推挽-输出高-高速   Output push-pull, high level, 10MHz

GPIO_Mode_Out_OD_HiZ_Slow

开漏-输出高阻-低速   Output open-drain, high-impedance level, 2MHz

GPIO_Mode_Out_PP_High_Slow

推挽-输出高-低速   Output push-pull, high level, 2MHz

操作步骤：

1. 使能GPIO对应的外设时钟

例如：//使能GPIOA、GPIOB、GPIOC对应的外设时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC , ENABLE);

2. 声明一个GPIO_InitStructure结构体

例如：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

3. 选择待设置的GPIO管脚

例如：//选择待设置的GPIO第7、8、9管脚位 ，中间加“|”符号

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;

4. 设置选中GPIO管脚的速率

例如：//设置选中GPIO管脚的速率为最高速率2MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; //最高速率2MHz

5. 设置选中GPIO管脚的模式

例如：//设置选中GPIO管脚的模式为开漏输出模式GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; //开漏输出模式

6. 根据GPIO_InitStructure中指定的参数初始化外设GPIOX

例如：  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

7.其他应用

例： 将端口GPIOA的第10、15脚置1(高电平)

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

例：将端口GPIOA的第10、15脚置0(低电平)

GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

8.GPIO寄存器：

寄存器    描述

CRL         端口配置低寄存器

CRH         端口配置高寄存器

IDR          端口输入数据寄存器

ODR        端口输出数据寄存器

BSRR       端口位设置/复位寄存器

BRR         端口位复位寄存器

LCKR       端口配置锁定寄存器

EVCR       事件控制寄存器

MAPR      复用重映射和调试

I/O           配置寄存器

EXTICR    外部中断线路0-15配置寄存器

9.GPIO库函数：

函数名                                              描述

GPIO_DeInit                      将外设GPIOx寄存器重设为缺省值

GPIO_AFIODeInit             将复用功能(重映射事件控制和EXTI设置)重设为缺省值

GPIO_Init                       根据GPIO_InitStruct中指定的参数初始化外设GPIOx寄存器

GPIO_StructInit                   把GPIO_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入

GPIO_ReadInputDataBit     读取指定端口管脚的输入

GPIO_ReadInputData          读取指定的GPIO端口输入

GPIO_ReadOutputDataBit  读取指定端口管脚的输出

GPIO_ReadOutputData       读取指定的GPIO端口输出

GPIO_SetBits                       设置指定的数据端口位

GPIO_ResetBits                   清除指定的数据端口位

GPIO_WriteBit                     设置或者清除指定的数据端口位

GPIO_Write                         向指定GPIO数据端口写入数据

GPIO_PinLockConfig           锁定GPIO管脚设置寄存器

GPIO_EventOutputConfig    选择GPIO管脚用作事件输出

GPIO_EventOutputCmd       使能或者失能事件输出

GPIO_PinRemapConfig        改变指定管脚的映射

GPIO_EXTILineConfig           选择GPIO管脚用作外部中断线路

函数： 函数GPIO_DeInit

功能描述：将外设GPIOx寄存器重设为缺省值 例：GPIO_DeInit(GPIOA);

函数GPIO_AFIODeInit

功能描述：将复用功能(重映射事件控制和EXTI设置)重设为缺省值 例：

GPIO_AFIODeInit();

函数GPIO_Init

功能描述：根据GPIO_InitStruct中指定的参数初始化外设GPIOx寄存器 例：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitTypeDef structure

GPIO_InitTypeDef定义于文件“stm32f10x_gpio.h”：

typedef struct  {

u16 GPIO_Pin;

GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;

GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;

}

GPIO_InitTypeDef;

GPIO_Pin

该参数选择待设置的GPIO管脚，使用操作符“|”可以一次选中多个管脚。可以使用下表中的任意组合。

GPIO_Pin_None：   无管脚被选中

GPIO_Pin_x：          选中管脚x(0--15)

GPIO_Pin_All：        选中全部管脚

GPIO_Speed  用以设置选中管脚的速率。

GPIO_Speed_10MHz： 最高输出速率10MHz

GPIO_Speed_2MHz：  最高输出速率2MHz

GPIO_Speed_50MHz： 最高输出速率50MHz

GPIO_Mode：用以设置选中管脚的工作状态。

GPIO_Mode_AIN：                  模拟输入

GPIO_Mode_IN_FLOATING： 浮空输入

GPIO_Mode_IPD：                  下拉输入

GPIO_Mode_IPU：                  上 拉输入

GPIO_Mode_Out_OD：           开漏输出

GPIO_Mode_Out_PP：             推挽输出

GPIO_Mode_AF_OD：            复用开漏输出

GPIO_Mode_AF_PP：             复用推挽输出

函数GPIO_StructInit：把GPIO_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入

例：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStruct：

GPIO_Pin：GPIO_Pin_All

GPIO_Speed：GPIO_Speed_2MHz

GPIO_Mode：GPIO_Mode_IN_FLOATING

函数GPIO_ReadInputDataBit ：读取指定端口管脚的输入

例：

u8 ReadValue;

ReadValue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7);

函数GPIO_ReadInputData：读取指定的GPIO端口输入

例：

u16 ReadValue;

ReadValue = GPIO_ReadInputData(GPIOC);

函数GPIO_ReadOutputDataBit ：读取指定端口管脚的输出

例：

u8 ReadValue;

ReadValue = GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_7);

函数GPIO_ReadOutputData：读取指定的GPIO端口输出

例：

u16 ReadValue;

ReadValue = GPIO_ReadOutputData(GPIOC);

函数GPIO_SetBits：置位指定的数据端口位

例： 将端口GPIOA的第10、15脚置1(高电平)

GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

函数GPIO_ResetBits：清除指定的数据端口位

例：将端口GPIOA的第10、15脚置0(低电平)

GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_15);

函数GPIO_WriteBit：设置或者清除指定的数据端口位

例：

GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_15, Bit_SET);

函数GPIO_Write：向指定GPIO数据端口写入数据

例：

GPIO_Write(GPIOA, 0x1101);

函数GPIO_PinLockConfig：锁定GPIO管脚设置寄存器

例：

GPIO_PinLockConfig(GPIOA, GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1);

函数GPIO_EventOutputConfig：选择GPIO管脚用作事件输出

例：

GPIO_EventOutputConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource5);

GPIO_PortSource：用以选择用作事件输出的GPIO端口。

函数GPIO_EventOutputCmd使能或者失能事件输出

例：

GPIO_EventOutputConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource6);

GPIO_EventOutputCmd(ENABLE);

函数GPIO_PinRemapConfig 改变指定管脚的映射

例：

GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_I2C1, ENABLE);

一．GPIO概述

1、共有8种模式，可以通过编程选择：

1. 浮空输入       2. 带上拉输入      3. 带下拉输入      4. 模拟输入

5. 开漏输出——(此模式可实现hotpower说的真双向IO)       6. 推挽输出

7. 复用功能的推挽输出    8. 复用功能的开漏输出

模式7和模式8需根据具体的复用功能决定。

2、专门的寄存器(GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR)实现对GPIO口的原子操作，即回避了设置或清除I/O端口时的“读-修改-写”操作，使得设置或清除I/O端口的操作不会被中断处理打断而造成误动作。

3、每个GPIO口都可以作为外部中断的输入，便于系统灵活设计。

4、I/O口的输出模式下，有3种输出速度可选(2MHz、10MHz和50MHz)，这有利于噪声控制。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。

4.1各种接口的措施：

4.1.1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。

4.1.2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。

4.1.3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。

4.2 GPIO口设为输入时，输出驱动电路与端口是断开，所以输出速度配置无意义。

4.3 在复位期间和刚复位后，复用功能未开启，I/O端口被配置成浮空输入模式。

4.4 所有端口都有外部中断能力。为了使用外部中断线，端口必须配置成输入模式。

4.5 GPIO口的配置具有上锁功能，当配置好GPIO口后，可以通过程序锁住配置组合，直到下次芯片复位才能解锁。

5、所有I/O口兼容CMOS和TTL，多数I/O口兼容5V电平。

6、大电流驱动能力：GPIO口在高低电平分别为0.4V和VDD-0.4V时，可以提供或吸收8mA电流；如果把输入输出电平分别放宽到1.3V和VDD-1.3V时，可以提供或吸收20mA电流。

7、具有独立的唤醒I/O口。

8、很多I/O口的复用功能可以重新映射。

9、GPIO口的配置具有上锁功能，当配置好GPIO口后，可以通过程序锁住配置组合，直到下次芯片复位才能解锁。此功能非常有利于在程序跑飞的情况下保护系统中其他的设备，不会因为某些I/O口的配置被改变而损坏——如一个输入口变成输出口并输出电流。

二．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.要实现线与需要用OC(open collector)门电路 .如果输出级的有两个三极管，始终处于一个导通、一个截止的状态，也就是两个三级管推挽相连，这样的电路结构称为推拉式电路或图腾柱(Totem- pole)输出电路(可惜，图无法贴上)。当输出低电平时，也就是下级负载门输入低电平时，输出端的电流将是下级门灌入T4；当输出高电平时，也就是下级负载门输入高电平时，输出端的电流将是下级门从本级电源经 T3、D1 拉出。这样一来，输出高低电平时，T3 一路和 T4 一路将交替工作，从而减低了功耗，提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路，管子导通电阻都很小，使RC常数很小，转变速度很快。因此，推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。供你参考。

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

三．开漏电路

在电路设计时我们常常遇到开漏(open drain)和开集(open collector)的概念。所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。同理，开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。

组成开漏形式的电路有以下几个特点：

1. 利用 外部电路的驱动能力，减少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R pull-up ，MOSFET到GND。IC内部仅需很下的栅极驱动电流。如图1。

2. 可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。形成 “与逻辑” 关系。如图1，当PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为0了。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。

3. 可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。如图2, IC的逻辑电平由电源Vcc1决定，而输出高电平则由Vcc2决定。这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。

4. 开漏Pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平(因此对于经典的51单片机的P0口而言，要想做输入输出功能必须加外部上拉电阻，否则无法输出高电平逻辑)。

5. 标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路，才能具备双向输入、输出的能力。

应用中需注意：

1.   开漏和开集的原理类似，在许多应用中我们利用开集电路代替开漏电路。例如，某输入Pin要求由开漏电路驱动。则我们常见的驱动方式是利用一个三极管组成开集电路来驱动它，即方便又节省成本。如图3。

2. 上拉电阻R pull-up的 阻值 决定了 逻辑电平转换的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小。反之亦然。

Push-Pull输出就是一般所说的推挽输出，在CMOS电路里面应该较CMOS输出更合适，应为在CMOS里面的push－pull输出能力不可能做得双极那么大。输出能力看IC内部输出极N管P管的面积。和开漏输出相比，push－pull的高低电平由IC的电源低定，不能简单的做逻辑操作等。 push－pull是现在CMOS电路里面用得最多的输出级设计方式。  at91rm9200 GPIO 模拟I2C接口时注意！！

四.OC、OD

集电极开路门(集电极开路 OC 或源极开路OD)

open-drain是漏极开路输出的意思，相当于集电极开路(open-collector)输出，即ttl中的集电极开路(oc)输出。一般用于线或、线与，也有的用于电流驱动。

open-drain是对mos管而言，open-collector是对双极型管而言，在用法上没啥区别。

开漏形式的电路有以下几个特点：

1.利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。 或驱动比芯片电源电压高的负载.      2. 可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。如果作为图腾输出必须接上拉电阻。接容性负载时，下降延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。

3.可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。例如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。

4.开漏Pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平。一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的。

5.正常的CMOS输出级是上、下两个管子，把上面的管子去掉就是OPEN-DRAIN了。这种输出的主要目的有两个：电平转换和线与。      6.由于漏级开路，所以后级电路必须接一上拉电阻，上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。这样你就可以进行任意电平的转换了。

7.线与功能主要用于有多个电路对同一信号进行拉低操作的场合，如果本电路不想拉低，就输出高电平，因为OPEN-DRAIN上面的管子被拿掉，高电平是靠外接的上拉电阻实现的。(而正常的CMOS输出级，如果出现一个输出为高另外一个为低时，等于电源短路。)

8.OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。

五.线或逻辑与线与逻辑

在一个结点(线)上, 连接一个上拉电阻到电源 VCC 或 VDD 和 n 个 NPN 或 NMOS 晶体管的集电极 C 或漏极 D, 这些晶体管的发射极 E 或源极 S 都接到地线上, 只要有一个晶体管饱和, 这个结点(线)就被拉到地线电平上.

因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS), 晶体管就会饱和, 所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非 NOR 逻辑. 如果这个结点后面加一个反相器, 就是或 OR 逻辑.

注：个人理解：线与，接上拉电阻至电源。(~A)&(~B)=~(A+B)，由公式较容易理解线与此概念的由来 ；

如果用下拉电阻和 PNP 或 PMOS 管就可以构成与非 NAND 逻辑, 或用负逻辑关系转换与/或逻辑.

注：线或，接下拉电阻至地。(~A)+(~B)=~(AB);

这些晶体管常常是一些逻辑电路的集电极开路 OC 或源极开路 OD 输出端. 这种逻辑通常称为线与/线或逻辑, 当你看到一些芯片的 OC 或 OD 输出端连在一起, 而有一个上拉电阻时, 这就是线或/线与了, 但有时上拉电阻做在芯片的输入端内.

顺便提示如果不是 OC 或 OD 芯片的输出端是不可以连在一起的, 总线 BUS 上的双向输出端连在一起是有管理的, 同时只能有一个作输出, 而其他是高阻态只能输入