2019年08月15日 | STM32 GPIO IIC学习

2019-08-15 来源：eefocus

昨天在查看MPU6050芯片的时候，试着使用IIC去读写数据，查看了STM32关于IIC的资料，发现关于使用模拟IIC有不同的引脚配置，在中文参考手册中描述：

这个是使用STM32硬件IIC时GPIO引脚配置。

关于模拟IIC的引脚配置，IIC的两个引脚SDA要求既能作为输出又能作为输入。

我买的是正点原子的Mini板，查看了正点原子的教程，在教程中，他是这样配置的：

1.先设置SDA、SCL引脚为推挽输出。

2.使用SDA作为输出时，

#define SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=3<<12;}

#define IIC_SDA PCout(11) //SDA

3.使用SDA作为输入时，

#define SDA_IN() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=8<<12;}

#define READ_SDA PCin(11) //输入SDA

这样在每次读写IIC总线数据时，进行SDA模式切换。

在网上继续查找的时候，发现了一篇帖子，名称为《stm32模式iic–引脚配置、代码》，文中提到了一点：

stm32有一个开漏的配置，

开漏模式：输出寄存器上的“0”激活N-MOS,而输出寄存器上的“1”将端口置位高阻状态(P-MOS从不激活)

推挽模式：输出寄存器上的“0”激活N-MOS，输出寄存器上的“1”激活P-MOS

GPIO配置

这样一来，当单片机SDA引脚置低时，SDA线被拉低；当单片机SDA引脚置高时，实际上引脚是浮空的，SDA线通过上拉电阻被VCC拉高（IIC的两条线都要通过上拉电阻接到VCC），这样从机就可以使用SDA线，也不会出现短路的情况。

阅读了上面关于GPIO的配置之后，突然发现自己对GPIO引脚模式记的有些混乱，所以，接着再网上又查找了关于GPIO模式的说明。

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。

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。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).

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。

2. 一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻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，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）

3. 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。

阅读了上面关于开漏和推挽的解释，对于这两点的理解又有了新的认识。接着又从数据手册上翻看了上拉、下拉电阻的配置。之前一直是使用的库函数，对于上拉、下拉电阻的配置很模糊，在查看寄存器中关于开漏模式、推挽模式设置的时候，才发现，原来只有一种上拉/下拉模式，没找到上拉、下拉电阻开启的寄存器，又在网上继续查找，最终发现，原来数据手册已经是说的很详细了：

GPIO模式设置

即在将端口设置为上拉/下拉输入的状况下，是由将GPIOx->ODR相应位设置为0或者1来设置为下拉输入还是上拉输入的。

ODR寄存器设置

最后，以一张CRL寄存器的描述作为结束符：

GPIO模式寄存器设置

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