历史上的今天
今天是：2024年09月06日（星期五）
2018年09月06日 | STM32（二）之GPIO操作（1）——之输入输出操作
2018-09-06 来源：eefocus
GPIO是通用输入输出的简称，换句话说，其为MCU可控制的引脚，MCU通过GPIO引脚来与外部设备连接，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。本文以STM32的GPIO为例子来介绍GPIO。
上图所示，
第一部分保护二极管及上下拉电阻
如图所示为保护二极管，用于防止引脚过高或过低的外部电压输入，当引脚的外部电压高于VDD时，上方的二极管导通，当引脚电压低于Vss时，下方的二极管导通，从而便可防止不正常的电压输入GPIO而烧毁内部芯片。但是STM32的引脚不应外接大功率的驱动器件。而第一部分和第七部分之间为上拉电阻和下拉电阻，用于GPIO设置时用于设置上下拉电阻。
第二部分：推挽输出和开漏输出（P-MOS管和N-MOS管）
P-MOS管和N-MOS管使得GPIO具有推挽输出和开漏输出两种模式：
（1）推挽输出
在推挽输出模式下，P-MOS管和N-MOS管都处于工作，其等效电路如下所示：
当INT往1处输入高电平时，经过反向后，上方的P-MOS导通，下方的N-MOS关闭，OUT对外输出高电平；而当INT往1处输入低电平时，经过反向后，上方的P-MOS关闭，下方的N-MOS打开，OUT对外输出低电平。当引脚高低电平切换时，两个管轮流导通，P管负责灌电流，N管负责拉电流，使其负载能力和开关速度均比普通的方式有较大的提高。推挽输出的低电平为0V，高电平为3.3V。
推挽输出模式一般适用于输出电平为0和3.3V而且需要高速切换开关状态的场合，除了必须使用开漏输出的场合，我们一般习惯于使用推挽输出模式。
（2）开漏输出
在开漏输出模式下，上方的P-MOS管完全不工作。其等效电路如下：
当我们通过INT往1输出0（低电平）时，P-MOS关闭，N-MOS管导通，使得输出接地；当我们通过INT往1输出1时，P-MOS管和N-MOS管均关闭，则引脚既不输出高电平，也不输出低电平，为高阻态。因此其需要在正常使用时在外部接上拉电阻。其具有“线与”特性，故当多个开漏模式引脚连接在一起时，只有当所有引脚都输出高阻态。才可由外部的上拉电阻提供高电平。若其中一个引脚为低电平，那么线路便相当于短路接地，使得整个线路为低电平，即0V。
开漏输出一般应用于IIC、SMBUS通讯等需要“线与”功能的总线电路中。此外，其还适用于在电平不匹配的场合，如要输出5V的高电平，则上图的VDD可设为5V，如此在OUT为高阻态时，其对外部会输出5V的电平。
第三部分：复用功能输出与输入
“复用功能输出”中的“复用”指的是STM32的其它片上会对GPIO引脚进行控制，此时GPIO引脚作为该外设的一部分。也就是说，GPIO自身的寄存器只管理GPIO管脚的设置，而数据的传输由其它外设控制，比如说使用USART串口通讯时，作为通讯发送引脚的GPIO管脚便被设为USART串口复用功能，由串口外设控制其数据的输出。因此，GPIO的复用功能可分为复用开漏输出和复用推挽输出。
与模拟输出类似的，复用功能输入便是将GPIO引脚
第四部分：输入模式（模拟/浮空/上拉/下拉）
使用 ”模拟输入“功能时，信号不经过施密特触发器，因为经过施密特触发器后信号只有0、1两种状态，所以如果ADC外设要采集原始的模拟信号，信号源必须在施密特触发器之前输入。此时，将GPIO设为模拟输入模式便可实现对原始的模拟信号的采集。
与之类似的，DAC的模拟信号的输出也可不经过双MOS管结构，直接输出到对应的引脚。
上拉/下拉输入：GPIO口使用内置的上下拉电阻。
GPIO输入输出小结：
史海拾趣
|
在测量、控制等领域的应用中，常要求单片机内部和外部RAM中的数据在电源掉电时不丢失，重新加电时，RAM中的数据能够保存完好，这就要求对单片机系统加接掉电保护电路。掉电保护通常可采用以下三种方法：一是加接不间断电源，让整个系统在掉电 ...… 查看全部问答＞ |
|
<汇编器提示> COPYRIGHT MANLEY ELECTRONICS CO., LTD. 2001-2006 <汇编器提示> ASSEMBLY COMPLETE. 0 WARNING(S), 1 ERROR(S) ERROR #14 IN 560 (VCJPDH.ASM, LINE 560): TAR ...… 查看全部问答＞ |
|
版主，我有问题请教： 我用ST—LINK在线调试芯片，程序烧录进MCU一次后，再次连接时，MCU与ST—LINK链接不上！以后一直连不上。连续两个板子都是一样的情况。 STVD报错：×× Connection error(usb://usb):gdi-error[40701]pt ...… 查看全部问答＞ |
|
MSP430F541x， MSP430F543x ，MSP430F543xA，MSP430F541x，MSP430F55xxA官方示例代码 附件中代码是TI提供的MSP430F541x， MSP430F543x ，MSP430F543xA，MSP430F541xA， MSP430F55xx 官方示例代码，可以作为MSP430使用过程中最可靠的代码参考 [ 本帖最后由 wstt 于 2012-5-31 20:52 编辑 ]… 查看全部问答＞ |
|
高性能数据采集系统增强数字X射线和MRI的图像数字X射线 (DXR)、磁共振成像和其他医疗设备要求数据采集系统具备小型、高性能、低功耗等特性，以满足竞争市场上医生、病人和制造商的需求。本文展示一款高精度、低功耗信号链，可解决多通道应用（如数 ...… 查看全部问答＞ |