本文档适用于STM8和STM32系列微控制器，介绍了用于确定微控制器器件对 ESD 损坏的敏感性的过程。

1. 综诉

也许单片机在你看来是一件不太容易的事，但据我所知，单片机，无非就是控制它的GPIO口，所以可以看出，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。

2. STM8S103的GPIO介绍

GPIO(英文：General-purpose input/output),通用型之输入输出的简称，其引角可以供使用者由程控自由使用，PIN脚依现实参考量可作为通用输入（GPI）或者输出（GPO）或通用输入输出（GPIO）。

打开官方IAR例程中的库文件stm8s_gpio.h文件中可以找到，STM8全部的I\O模式

typedef enum
{
  GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT      = (uint8_t)0x00,  /*!< Input floating, no external interrupt */
  GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT      = (uint8_t)0x40,  /*!< Input pull-up, no external interrupt */
  GPIO_MODE_IN_FL_IT         = (uint8_t)0x20,  /*!< Input floating, external interrupt */
  GPIO_MODE_IN_PU_IT         = (uint8_t)0x60,  /*!< Input pull-up, external interrupt */
  GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_FAST  = (uint8_t)0xA0,  /*!< Output open-drain, low level, 10MHz */
  GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST  = (uint8_t)0xE0,  /*!< Output push-pull, low level, 10MHz */
  GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_SLOW  = (uint8_t)0x80,  /*!< Output open-drain, low level, 2MHz */
  GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW  = (uint8_t)0xC0,  /*!< Output push-pull, low level, 2MHz */
  GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_FAST  = (uint8_t)0xB0,  /*!< Output open-drain, high-impedance level,10MHz */
  GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST = (uint8_t)0xF0,  /*!< Output push-pull, high level, 10MHz */
  GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_SLOW  = (uint8_t)0x90,  /*!< Output open-drain, high-impedance level, 2MHz */
  GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_SLOW = (uint8_t)0xD0   /*!< Output push-pull, high level, 2MHz */
}GPIO_Mode_TypeDef;

在芯片资料中我们可以看到，I/O口的基本结构如下：

由于我们使用库函数开发，因此本文就不再解释具体的寄存器操作了，如想了解请察看STM8芯片的手册。

3. 模式介绍

3.1 浮空输入（Input Floating）

浮空输入在 I\O 模式中带有 IN_FL 字眼，如：GPIO_MODE_IN_FL_NO_IT 、GPIO_MODE_IN_FL_IT。

浮空输入也叫悬浮输入，一般把浮空输入和上拉输入做类比学习。浮空输入的电平不确定的，即使外部的一个很小的输入信号都会使其发生改变。如果引脚设置为悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。

3.2 上拉输入（Input pull-up）

上拉输入在 I\O 模式中带有 IN_PU 字眼，如：GPIO_MODE_IN_PU_NO_IT 、GPIO_MODE_IN_PU_IT。

上拉输入的时候，引脚内部有一个上拉电阻通过开关连接到电源VDD， 当引脚没有和外部电路连接时，设置上拉输入方式的I/O引脚电平是确定的高电平。

3.3 开漏输出（Output open-drain）

开漏输入在 I\O 模式中带有 OUT_OD 字眼，如：GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_FAST 、GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_SLOW 、 GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_FAST 、 GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_SLOW。　　　　　　　　

开漏输出就是不输出电压，低电平时接地，高电平时不接地。如果外接上拉电阻，则在输出高电平时电压会拉到上拉电阻的电源电压。这种方式适合在连接的外设电压比单片机电压低的时候。输出端出跟集电极开路十分相似，工作原理也是一样的。不同的是，开漏输出使用的场效应管，使用时要加上拉电阻。

3.4 推挽输出（Output push-pull）

推挽输入在 I\O 模式中带有 Output push-pull 字眼，如：GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_FAST 、 GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW 、 GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST 、GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_SLOW。

推挽输出可以输出高,低电平,连接数字器件; 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。高低电平由IC的电源低定。

3.5 中断和输出速度

中断在 I\O 模式中带有 IT 字眼。中断只存在 I\O 输入中，因为在输出中设置中断也没有任何意义。中断的意思就是中止当前的工作，然后去执行另外的任务，执行完之后再回来执行原来的任务。

输出速度也只存在 I\O 输出中，可以调整 I\O 的输出速度来将它们进行等级划分，如：low level,10MHz、low level,2MHz、high-impedance level,10MHz、high level,10MHz、high-impedance level, 2MHz、high level, 2MHz。

3.6 初始电平

我们初始化GPIO时候，会有一个初始电平的操作，例如GPIO_MODE_OUT_OD_LOW_FAST，GPIO_MODE_OUT_OD_HIZ_FAST，GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST中，含有LOW、HIZ、HIGH，分别为低电平、高阻抗电平、高电平三种状态。

4. 例程

4.1 编译环境：

我的编译环境是IAR，这款软件是现在STM8的主流平台，比较推荐。不过我打算等到STCubeMX更新出比较方便的版本后再去使用Keil5，因为我在用STM32的时候就是利用Keil5，的确很方便，你们也可以学着用一下。

4.2 主芯片：

我的主芯片是STM8S系列中的103，其中STM8S的003、005、和103、105，配置一样（外设和CPU频率，FLASH），在代码相同的情况下均可进行烧写。

4.3 代码

先在头文件里定义相对应的LED引角参数。

/* Define --------------------------------------------------------------------*/
/*LED*/ 
#define Led_Opt_Pin GPIO_PIN_5
#define Led_Opt_GPIO_Port GPIOB

在主函数调用MX_GPIO_Init()函数初始 I\O 的引角，再调用GPIO_TogglePin()函数对 I\O 进行一个翻转，直接将一个LED灯进行翻转的话则可以看到明显的变化。

/*******************************************************************************
* Function Name  : MX_GPIO_Init
* Description    : GPIO_Init
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
********************************************************************************/
void MX_GPIO_Init(void)
{
  //LED                                    模式为推挽高速输出
  GPIO_Init(Led_Opt_GPIO_Port,Led_Opt_Pin, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);
  
}


/*******************************************************************************
* Function Name  : GPIO_TogglePin
* Description    : None
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : None
********************************************************************************/
void GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_Pin_TypeDef GPIO_Pin)
{
  
  GPIOx->ODR ^= GPIO_Pin;
  
}

5. 结尾

对STM8的GPIO的说明和引用到这里结束，感谢各位看官的点击。

如果觉得有所收获请点下推荐，若认为该博客中存在错误的说明或者对博客中某方面有疑问请留言。

开篇问大家一个问题：STM32F103默认最高主频为72M，那么，其主频可以达到80M吗？ 假如达到80M，程序能正常运行吗？

1、关于MCU主频

首先，还是简单介绍一下MCU主频。一般我们讲的电脑CPU主频，对于MCU来说，其实道理一样，都是指的CPU内核工作的时钟频率。

对于STM8，或者STM32来说，MCU的主频由硬件（晶振）和软件编程决定。

在STM32中，MCU主频一般是通过倍频来实现的。比如72M，等于8M时钟，9倍频（8 x 9 = 72）。

在STM8、32中，我们说的主频时钟和外设时钟，其实是两种不同时钟。

查看MCU「参考手册」STM8的CLK时钟控制章节，STM32的RCC复位和时钟控制章节的时钟树一目了然。

2、STM8主频时钟

在STM8「参考手册」Clock control（CLK）时钟控制章节，详细描述了STM8时钟相关的内容。

从时钟树可以清晰看的出STM8时钟大概有哪些内容。比如STM8S的时钟树：

从时钟树可以看的出，可以得出一些重要信息，如：

• 内部高速晶振HSI默认16M，外部晶振可选择1 - 24M。
• STM8主频只能分频，不能倍频。
• 外设时钟是由主频时钟而来，可单独开启。
• 时钟频率可选择多种方式输出（CCO）。

STM8主频可以大于16M吗？ 这个问题是之前有朋友问过的问题。

当然，答案肯定是可以。为了提高MCU效率，很多人就是将主频进行提高来达到目的。

但是，这里需要注意一个问题：当超过16M主频时钟时，Flash /data EEPROM访问必须配置为1等待状态。

这个在STM8「参考手册」中有明确说明：

For clock frequencies above 16 MHz, Flash /data EEPROM access must be configured for 1 wait state. This is enabled by the device option byte. Refer to the datasheet option bytesection.

3、STM32主频时钟

STM32主频时钟同样也是由硬件（晶振）和软件编程决定。

STM32的时钟可以上面时钟树看得出来，相对STM8要复杂的多。以上还只是STM32F1的，像F4，F7的还更复杂。

从时钟树可以看得出，STM32外部晶振频率是一个范围值，一般硬件就要求在这个范围以内。

STM32一个显著的特点就是增加了倍频这个功能。如果没有倍频功能，我们使用的72M、168M这么高的频率，就需要直接使用上百兆的晶振。

这么能实现吗？ 原理上来说，可以实现。但对MCU来说是一个不小的考验。具体原因可能就要问相关的资深工程师了。

1. STM32倍频

STM32的倍频可通过配置对应寄存器（也就是编程）来实现。但一般不建议自己直接通过配置寄存器来实现，参考官网提供例程代码即可。

标准外设库例程：在执行main函数之前，系统就会调用SystemInit函数进行初始化系统时钟（含主频）。

如果外部晶振和例程不一样，修改对应的几个参数即可。比如倍频值，HSI值等。这个阅读一下代码就能明白。

HAL库：可通过STM32CubeMX工具直接配置时钟，简单方便，时钟树勾选一目了然。

2. 主频能超过最大值吗？

如开篇所说，STM32F1主频能超过最大的72M吗？答案是可以的。

但是，超过最大主频，有可能存在潜在的风险。比如：时序紊乱，程序跑飞等。

超频工作需要考虑实际情况和环境因素。比如干扰特别大的环境，一般不建议超频。

我是亲自经历过的，之前公司产品为了提高效率，将主频超过一定值，还是能正常运行，而且投产了的。但是，应用环境相对比较好，而且产品有电源控制（接断电复位）。

3. 超频死机

如果MCU主频超过太多，就会导致程序跑飞，出现死机现象，只能通过工具重新固件。

这个时候直接下载，可能会出现错误，则可借助复位引脚来实现重新下载固件（按住复位引脚，点击下载，释放按键）。

说了这些，主要想强调，只要没有特殊要求，建议参考官网硬件和软件。