【STM32 CubeMX】GPIO的工作模式

文章目录

  • 前言
  • 一、有哪些工作模式?
    • 1.1 GPIO的详细介绍
    • 1.2 GPIO的内部框图
      • 输入模式
      • 输出部分
  • 总结


前言

在嵌入式系统开发中,对于STM32微控制器的GPIO(General Purpose Input/Output)引脚的配置和使用是至关重要的。GPIO引脚可以通过STM32 CubeMX工具来进行灵活的配置,以满足各种应用需求。了解GPIO的工作模式对于正确配置和使用这些引脚至关重要。


一、有哪些工作模式?

1.1 GPIO的详细介绍

GPIO是General-purpose and alternate-function I/Os的缩写
他的含义是:通用和复用的引脚

GPIO是分组的,每一组有很多引脚
比如说PA0、PA1…PA15,一组GPIO有16个引脚
组数是由芯片决定的,具体的组数可以看对应的芯片的原理图

1.2 GPIO的内部框图

我们可以在芯片手册中找到GPIO的对应框图,他说对于某一个引脚的:
【STM32 CubeMX】GPIO的工作模式_第1张图片
他可以分为两部分,上部分就是输入,下部分就是输出

输入模式

输入模式的框图如下:
【STM32 CubeMX】GPIO的工作模式_第2张图片
要理解他,我们可以看下面的图:
【STM32 CubeMX】GPIO的工作模式_第3张图片

我们通过配置pin1让他为输入,然后我们读某个寄存器就可以得到他的状态。
当k1按下,接到电源,那么pin肯定状态是1高电平,如果没有按下,相当于这个引脚是悬空状态
那么你读这个值,你知道他是什么状态吗,可能读出来是1,可以是0

再比如,我们配置pin2让他为输入,和上面一样,我们也去读,按下时为0,那么没有按下是什么状态呢,就和上面的是一样的了

那么我们怎么解决他这个问题呢
对于pin1我们可以加一个下拉电阻
【STM32 CubeMX】GPIO的工作模式_第4张图片
那么他按下时就就会是高电平,没按就是低电平

同样的对于pin2,就需要加上拉电阻了
【STM32 CubeMX】GPIO的工作模式_第5张图片
那么他按下时就就会是低电平,没按就是高电平

所以上下拉电阻是需要看实际的情况来选择的。

这些电阻集成到了芯片,我们可以直接设置他,是上拉还是下拉,我们就不用每一个都搞一个电阻了

回到框图:
【STM32 CubeMX】GPIO的工作模式_第6张图片
其中,里面的VDD为上拉电阻
Vss为下拉电阻,他在芯片中已经设计好的了

还有一种输入就是 Analog Input,模拟输入,那么模拟输入的话,他需要得到具体的电压值,所以我们不能设置上下拉电阻,完全由外部电路控制,要不然模拟输入和直接输入没两样了

那么输入就是这几部分:上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入

在最后我们通过读取输入寄存器:Input data register,得到1/0

如果说他有毛刺怎么办:他会在某一个范围电压内为1,某一个电压范围为0

输出部分

【STM32 CubeMX】GPIO的工作模式_第7张图片
他这个GPIO可以接到一个灯,或者其他的芯片
如果是点灯,那么电压肯定是越高越好
如果是关灯,电压肯定是越低越好

当输出1时,I/O pin连接到P-MOS的VDD,然后就能点灯了
如果输出0,P-MOS断开,连接地,所以就关灯
推挽输出:当你要高电平,就推到VDD,如果要低电平,就推到VSS这样就是推挽输出,可以输出高低电平

开漏输出:
在开漏输出中,有两种状态:开和关。当开漏输出为开启状态时,它会将电路连接到地(或负极),使得电路的输出变为低电平。而当开漏输出为关闭状态时,它不会连接到任何地方,使得电路的输出由外部设备或其他电路来控制。

开漏输出一般是用来解决两个芯片通信的问题的
不至于把两个芯片搞坏


总结

GPIO的工作模式直接影响了STM32微控制器在特定应用中的表现。正确选择和配置GPIO引脚的工作模式是嵌入式系统开发中的基础步骤。通过STM32 CubeMX工具,开发者可以方便地进行可视化配置,快速而准确地实现GPIO引脚的功能分配。理解和熟练使用GPIO的不同工作模式,有助于优化嵌入式系统的性能,并确保引脚的灵活应用于各种应用场景。

你可能感兴趣的:(stm32,嵌入式硬件,单片机,mcu,c)