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STM32端口模式配置

作者: 時間:2018-07-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1、上拉輸入:上拉就是把電位拉高,比如拉到Vcc。上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平!電阻同時起限流作用!強(qiáng)弱只是上拉電阻的阻值不同,沒有什么嚴(yán)格區(qū)分。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201807/383833.htm

2、下拉輸入:就是把電壓拉低,拉到GND。與上拉原理相似。

3、浮空輸入:浮空(floating)就是邏輯器件的輸入引腳即不接高電平,也不接低電平。由于邏輯器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu),當(dāng)它輸入引腳懸空時,相當(dāng)于該引腳接了高電平。一般實際運用時,引腳不建議懸空,易受干擾。 通俗講就是讓管腳什么都不接,浮空著。

4、模擬輸入:模擬輸入是指傳統(tǒng)方式的輸入。數(shù)字輸入是輸入PCM數(shù)字信號,即0,1的二進(jìn)制數(shù)字信號,通過數(shù)模轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成模擬信號,經(jīng)前級放大進(jìn)入,還是模擬的。

5、推挽輸出:可以輸出高,低電平,連接數(shù)字器件;推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個三極管分別受兩互補(bǔ)信號的控制,總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止。高低電平由IC的電源低定。

6、開漏輸出:輸出端相當(dāng)于三極管的集電極。要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行,適合于做電流型的驅(qū)動,其吸收電流的能力相對強(qiáng)(一般20mA以內(nèi))。

7、復(fù)用輸出:可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況(即并非作為通用IO口使用)。端口必須配置成復(fù)用功能輸出模式(推挽或開漏)。

在中選用IO模式,下面是參考網(wǎng)上的總結(jié)一下。

(1)GPIO_Mode_AIN 模擬輸入---應(yīng)用ADC模擬輸入,或者低功耗下省電

(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入---可以做KEY識別

(3)GPIO_Mode_IPD 下拉輸入--- IO內(nèi)部下拉電阻輸入

(4)GPIO_Mode_IPU 上拉輸入---IO內(nèi)部上拉電阻輸入

(5)GPIO_Mode_Out_OD 開漏輸出---IO輸出0接GND,IO輸出1,懸空,需要外接上拉電阻,才能實現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時,IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平,但由于是開漏輸出模式,這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔儭?梢宰xIO輸入電平變化,實現(xiàn)C51的IO雙向功能。

(6)GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出---IO輸出0-接GND,IO輸出1 -接VCC,讀輸入值是未知的。

(7)GPIO_Mode_AF_OD 復(fù)用開漏輸出---片內(nèi)外設(shè)功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)。

(8)GPIO_Mode_AF_PP 復(fù)用推挽輸出---片內(nèi)外設(shè)功能(I2C的SCL,SDA)。

1.推挽輸出

可以輸出高、低電平,連接數(shù)字器件;推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個三極管分別受兩個互補(bǔ)信號的控制,總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止。高低電平由IC的電源決定。

推挽電路是兩個參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù),電路工作時,兩只對稱的開關(guān)管每次只有一個導(dǎo)通,所以導(dǎo)通損耗小、效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流,也可以從負(fù)載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負(fù)載能力,又提高開關(guān)速度。

2.開漏輸出

輸出端相當(dāng)于三極管的集電極,要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行。適合于做電流型的驅(qū)動,其吸收電流的能力相對強(qiáng)(一般20mA以內(nèi))。開漏形式的電路有以下幾個特點:

1、利用外部電路的驅(qū)動能力,減少IC內(nèi)部的驅(qū)動。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時,驅(qū)動電流是從外部的VCC流經(jīng)上拉電阻、MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很小的柵極驅(qū)動電流。

2、一般來說,開漏是用來連接不同電平的器件,匹配電平用的,因為開漏引腳不連接外部的上拉電阻時,只能輸出低電平,如果需要同時具備輸出高電平的功能,則需要接上拉電阻,很好的一個優(yōu)點是通過改變上拉電源的電壓,便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。(上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的速度。阻值越大,速度越低功耗越小,所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。)

3、開漏輸出提供了靈活的輸出方式,但是也有其弱點,就是帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負(fù)載充電,所以當(dāng)電阻選擇小時延時就小,但功耗大;反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求,則建議用下降沿輸出。

4、可以將多個開漏輸出連接到一條線上。通過一只上拉電阻,在不增加任何器件的情況下,形成“與邏輯”關(guān)系,即“線與”??梢院唵蔚睦斫鉃椋涸谒幸_連在一起時,外接一上拉電阻,如果有一個引腳輸出為邏輯0,相當(dāng)于接地,與之并聯(lián)的回路“相當(dāng)于被一根導(dǎo)線短路”,所以外電路邏輯電平便為0,只有都為高電平時,與的結(jié)果才為邏輯1。

關(guān)于推挽輸出和開漏輸出,最后用一幅最簡單的圖形來概括:該圖中左邊的便是推挽輸出模式,其中比較器輸出高電平時下面的PNP三極管截止,而上面NPN三極管導(dǎo)通,輸出電平VS+;當(dāng)比較器輸出低電平時則恰恰相反,PNP三極管導(dǎo)通,輸出和地相連,為低電平。右邊的則可以理解為開漏輸出形式,需要接上拉。

3.浮空輸入

對于浮空輸入,一直沒找到很權(quán)威的解釋,只好從以下圖中去理解了

由于浮空輸入一般多用于外部按鍵輸入,結(jié)合圖上的輸入部分電路,我理解為浮空輸入狀態(tài)下,IO的電平狀態(tài)是不確定的,完全由外部輸入決定,如果在該引腳懸空的情況下,讀取該端口的電平是不確定的。

4.上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入

這幾個概念很好理解,從字面便能輕易讀懂。

5.復(fù)用開漏輸出、復(fù)用推挽輸出

可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況(即并非作為通用IO口使用)

6.總結(jié)在STM32中選用IO模式

1、浮空輸入GPIO_IN_FLOATING ——浮空輸入,可以做KEY識別,RX1

2、帶上拉輸入GPIO_IPU——IO內(nèi)部上拉電阻輸入

3、帶下拉輸入GPIO_IPD—— IO內(nèi)部下拉電阻輸入

4、模擬輸入GPIO_AIN ——應(yīng)用ADC模擬輸入,或者低功耗下省電

5、開漏輸出GPIO_OUT_OD ——IO輸出0接GND,IO輸出1,懸空,需要外接上拉電阻,才能實現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時,IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平,但由于是開漏輸出模式,這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔???梢宰xIO輸入電平變化,實現(xiàn)C51的IO雙向功能

6、推挽輸出GPIO_OUT_PP ——IO輸出0-接GND, IO輸出1 -接VCC,讀輸入值是未知的

7、復(fù)用功能的推挽輸出GPIO_AF_PP ——片內(nèi)外設(shè)功能(I2C的SCL,SDA)

8、復(fù)用功能的開漏輸出GPIO_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)

7.STM32設(shè)置實例

1、模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD,接上拉電阻,能夠正確輸出0和1;讀值時先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高,然后可以讀IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);

2、如果是無上拉電阻,IO默認(rèn)是高電平;需要讀取IO的值,可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開漏輸出_OUT_OD;

8.通常有5種方式使用某個引腳功能,它們的配置方式如下:

1、作為普通GPIO輸入:根據(jù)需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入,同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。

2、作為普通GPIO輸出:根據(jù)需要配置該引腳為推挽輸出或開漏輸出,同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。

3、作為普通模擬輸入:配置該引腳為模擬輸入模式,同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。

4、作為內(nèi)置外設(shè)的輸入:根據(jù)需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入,同時使能該引腳對應(yīng)的某個復(fù)用功能模塊。

5、作為內(nèi)置外設(shè)的輸出:根據(jù)需要配置該引腳為復(fù)用推挽輸出或復(fù)用開漏輸出,同時使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。

注意如果有多個復(fù)用功能模塊對應(yīng)同一個引腳,只能使能其中之一,其它模塊保持非使能狀態(tài)。比如要使用STM32F103VBT6的47、48腳的USART3功能,則需要配置47腳為復(fù)用推挽輸出或復(fù)用開漏輸出,配置48腳為某種輸入模式,同時使能USART3并保持I2C2的非使能狀態(tài)。如果要使用STM32F103VBT6的47腳作為TIM2_CH3,則需要對TIM2進(jìn)行重映射,然后再按復(fù)用功能的方式配置對應(yīng)引腳。

  • STM32單片機(jī)中文官網(wǎng)
  • STM32單片機(jī)官方開發(fā)工具
  • STM32單片機(jī)參考設(shè)計


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