嵌入式MCU笔记——GPIO

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模式

初始化步骤

速度

几个典型的引用

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GPIO是通用输入输ＧＰＩＯ出的简写，也就是单片机的一个通用的输入输出接口。他的作用是：控制设备同外设之间的交互

模式

GPIO常见的输入输出模式有8钟模式。输入输出是对半开的。

输入模式有四种：浮空输入、上拉输入、下拉输入、模拟输入

• 浮空输入的引脚状态是不确定的，在没有外力作用的时候，我们并不知道此时此刻是高电平还是低电平。

• 上拉输入是使用一个上拉电阻将状态确定为高电平

• 下拉输入是使用一个上拉电阻将状态确定为低电平

• 模拟输入是接受一个模拟的信号进入，比如说常见的就是ADC输入和DAC输出这种

输出模式也有四种：开漏输出、开漏复用输出、推挽输出、推挽复用输出

先说开漏：开漏指的是只有低电平驱动的，需要外部引导上来电阻拉起的。也就是说，开漏的能力弱一些，在那些需要传递强信息（表达高电平的唯一性的场景）下，这个东西很好用，说的就是以软件IIC为代表的场景。

推挽则最为常用，他是芯片内部推出去高低电平。驱动能力非常强。

他们的复用版本字如其名：就是同时被用作其他地方上去了，比如说我们的UART, IIC, SPI等等，成为了其他外设的信号线。

特性	推挽输出（Push-Pull）	开漏输出（Open-Drain）
高电平输出	由引脚直接输出（通过晶体管）	通过外部上拉电阻产生（引脚不主动驱动高电平）
低电平输出	引脚直接输出（通过晶体管）	由引脚直接输出（通过晶体管）
适用场景	驱动大负载（如LED、继电器）	多设备共享总线（如I2C、1-Wire）
驱动能力	较强	较弱
外部电路需求	无	需要外部上拉电阻
电平切换速度	快	较慢（依赖上拉电阻的值）

初始化步骤

1. 启动GPIO时钟，需要我们打开GPIO时钟进行GPIO的驱动

2. 配置好引脚的模式（8大模式的哪一模式）

3. 配置好输入输出速度（速度配置稍后再谈论）

4. 配置好上拉下拉（是否以及启用的是上拉电阻还是下拉电阻）

5. 配置可能的复用功能

速度

特别的，我们的GPIO的速度是出现在不一样的场景的：

• 低速：也就是说GPIO输出电平的速度低。适用于低频通信和对速度要求不高的控制信号，他的电磁干扰很低

• 中速：典型的GPIO控制信号

• 高速：比如说SPI通信

• 超高速：极快的数据传输

几个典型的引用

1. 软件IIC,整两个GPIO配置为开漏输出，一个SCL，一个SDA

2. 基本的外部摁键检测

3. LED控制GPIO为推挽输出,直接驱动LED的亮灭

4. UART:配置为RX,TX接口

5. PWM波形输出