STM32的GPIO口的8種配置模式

① 浮空輸入_IN_FLOATING

② 帶上拉輸入_IPU

③ 帶下拉輸入_IPD

④ 模擬輸入_AIN

⑤ 開(kāi)漏輸出_OUT_OD

⑥ 推挽輸出_OUT_PP

⑦ 復(fù)用功能的推挽輸出_AF_PP

⑧ 復(fù)用功能的開(kāi)漏輸出_AF_OD

1.1 I/O口的輸出模式下，有3種輸出速度可選(2MHz、10MHz和50MHz)，這個(gè)速度是指I/O口驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度而不是輸出信號(hào)的速度，輸出信號(hào)的速度與程序有關(guān)（芯片內(nèi)部在I/O口的輸出部分安排了多個(gè)響應(yīng)速度不同的輸出驅(qū)動(dòng)電路，用戶可以根據(jù)自己的需要選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路）。通過(guò)選擇速度來(lái)選擇不同的輸出驅(qū)動(dòng)模塊，達(dá)到最佳的噪聲控制和降低功耗的目的。高頻的驅(qū)動(dòng)電路，噪聲也高，當(dāng)不需要高的輸出頻率時(shí)，請(qǐng)選用低頻驅(qū)動(dòng)電路，這樣非常有利于提高系統(tǒng)的EMI性能。當(dāng)然如果要輸出較高頻率的信號(hào)，但卻選用了較低頻率的驅(qū)動(dòng)模塊，很可能會(huì)得到失真的輸出信號(hào)。

輸出速度又稱輸出驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度，可理解為：輸出驅(qū)動(dòng)電路的帶寬，即一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可以不失真地通過(guò)信號(hào)的最大頻率。

如果一個(gè)信號(hào)的頻率超過(guò)了驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度，就有可能信號(hào)失真。如果信號(hào)頻率為10MHz，而你配置了2MHz的帶寬，則10MHz的方波很可能就變成了正弦波。就好比是公路的設(shè)計(jì)時(shí)速，汽車速度低于設(shè)計(jì)時(shí)速時(shí)，可以平穩(wěn)地運(yùn)行，如果超過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)速就會(huì)顛簸，甚至翻車。

關(guān)鍵是： GPIO的引腳速度跟應(yīng)用相匹配，速度配置越高，噪聲越大，功耗越大。

帶寬速度高的驅(qū)動(dòng)器耗電大、噪聲也大，帶寬低的驅(qū)動(dòng)器耗電小、噪聲也小。使用合適的驅(qū)動(dòng)器可以降低功耗和噪聲。

GPIO的引腳速度跟應(yīng)用匹配（推薦10倍以上）。比如：

1.1.1 對(duì)于串口，假如最大波特率只需115.2k，那么用2M的GPIO的引腳速度就夠了，既省電也噪聲小。

1.1.2 對(duì)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的引腳速度或許不夠，這時(shí)可以選用10M的GPIO引腳速度。

1.1.3 對(duì)于SPI接口，假如使用18M或9M波特率，用10M的GPIO的引腳速度顯然不夠了，需要選用50M的GPIO的引腳速度。

1.2 GPIO口設(shè)為輸入時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電路與端口是斷開(kāi)，所以輸出速度配置無(wú)意義。

1.3 在復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開(kāi)啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式。

1.4 所有端口都有外部中斷能力。為了使用外部中斷線，端口必須配置成輸入模式。

1.5 GPIO口的配置具有上鎖功能，當(dāng)配置好GPIO口后，可以通過(guò)程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。

二、GPIO的翻轉(zhuǎn)速度指：輸入/輸出寄存器的0 ，1 值反映到外部引腳(APB2上)高低電平的速度.手冊(cè)上指出GPIO最大翻轉(zhuǎn)速度可達(dá)18MHz。通過(guò)簡(jiǎn)單的程序測(cè)試，用示波器觀察到的翻轉(zhuǎn)時(shí)間是綜合的時(shí)間，包括取指令的時(shí)間、指令執(zhí)行的時(shí)間、指令執(zhí)行后信號(hào)傳遞到寄存器的時(shí)間(這其中可能經(jīng)過(guò)很多環(huán)節(jié)，比如AHB、APB、總線仲裁等)，最后才是信號(hào)從寄存器傳輸?shù)揭_所經(jīng)歷的時(shí)間。如有上拉電阻，其阻值越大，RC延時(shí)越大，即邏輯電平轉(zhuǎn)換的速度越慢，功耗越大。

三、在STM32中如何配置片內(nèi)外設(shè)使用的IO端口

首先，一個(gè)外設(shè)經(jīng)過(guò) ①配置輸入的時(shí)鐘和 ②初始化后即被激活(開(kāi)啟)；③如果使用該外設(shè)的輸入輸出管腳，則需要配置相應(yīng)的GPIO端口（否則該外設(shè)對(duì)應(yīng)的輸入輸出管腳可以做普通GPIO管腳使用）；④再對(duì)外設(shè)進(jìn)行詳細(xì)配置。

對(duì)應(yīng)到外設(shè)的輸入輸出功能有下述三種情況：

① 外設(shè)對(duì)應(yīng)的管腳為輸出：需要根據(jù)外圍電路的配置選擇對(duì)應(yīng)的管腳為復(fù)用功能的推挽輸出或復(fù)用功能的開(kāi)漏輸出。

② 外設(shè)對(duì)應(yīng)的管腳為輸入：則根據(jù)外圍電路的配置可以選擇浮空輸入、帶上拉輸入或帶下拉輸入。

③ ADC對(duì)應(yīng)的管腳：配置管腳為模擬輸入。

如果把端口配置成復(fù)用輸出功能，則引腳和輸出寄存器斷開(kāi)，并和片上外設(shè)的輸出信號(hào)連接。將管腳配置成復(fù)用輸出功能后，如果外設(shè)沒(méi)有被激活，那么它的輸出將不確定。