GPIO简介
•GPIO（General Purpose Input Output）通用输入输出口
•可配置为8种输入输出模式
•引脚电平：0V~3.3V，部分引脚（FT）可容忍5V
•输出模式下可控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等
•输入模式下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等
GPIO基本结构
在STM32中，所有GPIO挂载在APB2总线。
每个GPIO有16个引脚，编号从0-15。
在每个GPIO模块中，主要包含寄存器和驱动器，内核通过APB2总线对内核进行读写。
输出寄存器写1，对应的引脚输出高电平，写0，输出低电平。
输入寄存器写1，对应端口目前为高电平，写0，为低电平。
这个寄存器的低16位对应端口，高16位没有使用。
GPIO位结构
上面是输入部分，下面为输出部分。
输入部分：
I/O引脚，两个保护二极管，主要是对输入电压进行限幅的。
输入驱动和器连接上拉电阻和下拉电阻。上拉电阻连接VDD，下拉电阻连接VSS。开关通关程序进行配置。如果上面导通，下面断开，为上拉输入模式，如果上面断开，下面导通，为下拉输入模式，如果都断开，为浮空输入模式。
TTL肖特基触发器（施密特触发器），对输入电压进行整形。如果输入电压大于某一阈值，输出为高电平。输入电压小于某一阈值，输出为低电平。
经过施密特触发器整形的波形，可以直接写入数据寄存器。
上面的2路输入，连接到片上外设。模拟输入，连接到ADC上。为模拟量，在施密特触发器前面。
复用功能输入，连接到其他需要读取端口的外设上。为数字量，在施密特触发器后面。
输出部分
数字部分由输出寄存器或片上外设控制。
选择输出寄存器控制，就是普通的IO口输出。写这个数据寄存器的某一位可以操作端口。
经过输出控制，接到2个MOS管，可以选择推挽、开漏或关闭3种模式。
在推挽输出模式下，P-MOS和N-MOS均有效。
数据寄存器为1时，上管导通，下管断开。输出接到VDD，输出高电平。
数据寄存器为0时，下官导通，上管断开，输出接到VSS，输出低电平。
在推挽输出模式下，STM32对IO口有绝对控制权。
在开漏输出模式下，P-MOS无效，只有N-MOS工作。
数据寄存器为1时，下管断开，输出相当于断开，为高阻模式。
数据寄存器为0时，下管导通，输出直接接到VSS，输出低电平。
这种模式下，只有低电平有驱动能力，高电平没有驱动能力。
开漏模式可以作为通讯协议的驱动方式，比如I2C通信。
开漏模式还可以输出5V电平的信号。
在关闭模式下，两个MOS管都无效，输出关闭，端口的电平由外部信号控制。
GPIO模式
•通过配置GPIO的端口配置寄存器，端口可以配置成以下8种模式
| 模式名称 | 性质 | 特征 |
|---|---|---|
| 浮空输入 | 数字输入 | 可读取引脚电平，若引脚悬空，则电平不确定 |
| 上拉输入 | 数字输入 | 可读取引脚电平，内部连接上拉电阻，悬空时默认高电平 |
| 下拉输入 | 数字输入 | 可读取引脚电平，内部连接下拉电阻，悬空时默认低电平 |
| 模拟输入 | 模拟输入 | GPIO无效，引脚直接接入内部ADC |
| 开漏输出 | 数字输出 | 可输出引脚电平，高电平为高阻态，低电平接VSS |
| 推挽输出 | 数字输出 | 可输出引脚电平，高电平接VDD，低电平接VSS |
| 复用开漏输出 | 数字输出 | 由片上外设控制，高电平为高阻态，低电平接VSS |
| 复用推挽输出 | 数字输出 | 由片上外设控制，高电平接VDD，低电平接VSS |