GPIO

学会如何操作控制GPIO口对使用单片机来说是很重要的一件事。在装载STM8的单片机中，I/O共有12种工作模式。实际上这里的概念也是和STM32等其他单片机，理解了这12种状态，也就基本上理解了大部分I/O口。

STM32的每组GPIO口包括7个寄存器。也就是说，每个寄存器可以控制一组GPIO的16个GPIO口。这

GPIO是通用输入/输出端口的简称，是STM32可控制的引脚。GPIO的引脚与外部硬件设备连接，可实现与外部通讯、控制外部硬件或者采集外部硬件数据的功能。

<strong>一、CMSIS标准</strong>

ST公司的stm32采用的是cortex-m3内核，内核是整个微处理器的CPU。该内核是ARM公司设计的一种处理器体系架构。内核与外设的关系就像PC上的CPU与硬盘、主板、内存等的关系一样。

基于cortex系列的处理器内核都是一样的，区别在于除内核以外的外设的差异，由于这些差异，导致不同处理器移植起来比较麻烦，所以ARM与芯片厂商建立了CMSIS标准，CMSIS架构如下所示：
<center><img src="http://mcu.eetrend.com/files/2018-05/wen_zhang_/100011388-40212-ko.png&…; alt="stm32之CMSIS标准、库目录、GPIO"></center>

GPIO的功能，简单说就是可以根据自己的需要去配置为输入或输出。但是在配置GPIO管脚的时候，常会见到两种模式：开漏（open-drain，漏极开路）和推挽（push-pull）。

<strong>Push-Pull推挽输出</strong>

输出的器件是指输出脚内部集成有一对互补的MOSFET，当Q1导通、Q2截止时输出高电平；而当Q1截止导通、Q2导通时输出低电平

Push-pull输出，实际上内部是用了两个晶体管（transistor），此处分别称为top transistor和bottom transistor。通过开关对应的晶体管，输出对应的电平。top transistor打开（bottom transistor关闭），输出为高电平；bottom transistor打开（top transistor关闭），输出低电平。Push-pull即能够漏电流（sink current），又可以集电流（source current）。其也许有，也许没有另外一个状态：高阻抗（high impedance）状态。除非Push-pull需要支持额外的高阻抗状态，否则不需要额外的上拉电阻。

<strong>Open-Drain开漏输出</strong>

<strong>一、STM32中断分组：</strong>

STM32 的每一个GPIO都能配置成一个外部中断触发源，这点也是 STM32 的强大之处。STM32 通过根据引脚的序号不同将众多中断触发源分成不同的组，比如：PA0，PB0，PC0，PD0，PE0，PF0，PG0为第一组，那么依此类推，我们能得出一共有16 组，STM32 规定，每一组中同时只能有一个中断触发源工作，那么，最多工作的也就是16个外部中断。STM32F103 的中断控制器支持 19 个外部中断/事件请求。每个中断设有状态位，每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。STM32F103 的19 个外部中断为：

GPIO英文全称General-Purpose Input /Output Ports，中文意思是通用I/O端口。由于MCU的通信外设接口众多，不可能每一外设固定一组GPIO，在MCU中，可通过软件运行期间能够动态配置和控制的引脚的状态，所以每个 GPIO 口除了通用输入输出功能外，还可能有其它复用功能。

在MM32L0产品中，每个 GPIO 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）、一个 32 位锁定寄存器（GPIOx_LCKR）和两个复用功能选择寄存器（GPIOx_AFRH）和（GPIOx_AFRL）。

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

深入讲解MCU最基本外设GPIO的各种模式，希望大家对GPIO能有更深入的认识。

GPIO全称General Purpose Input Output，即通用输入/输出。从GPIO的名字我们很容易理解它的功能，而每种功能都对应相应的工作模式，主要有三种模式：高阻输入、推挽输出和开漏输出。

<strong><font color="blue">高阻输入</font></strong>

我们知道大部分MCU的I/O使用时都可以设置为高阻输入。高阻输入可以认为输入电阻是无穷大，认为I/O对前级影响极小。

如图1所示为GPIO在高阻输入模式下的等效结构示意图。输入模式主要由一个带有施密特触发输入的三态缓冲器（U1）组成，它能将缓慢变化或者畸变的输入脉冲信号整形成比较理想的脉冲信号。GPIO读操作时，在读脉冲（相当于打开开关）的作用下会把引脚当前的电平状态读到内部总线上，当GPIO不读时，引脚与内部总线之间是隔离的，相当于开关关闭。