单片机io口模式汇总分析

　　SPCE061A的I/O端口，对某一位的设定包括以下3个基本项：数据向量Data、属性向量Attribution和方向控制向量Direction。3个端口内每个对应的位组合在一起，形成一个控制字，用来定义相应I/O口位的输入输出状态和方式。例如，假设需要IOA0是下拉输入管脚，则相应的Data、Attribution和Direction的值均被置为“0”。如果需要IOA1是带唤醒功能的悬浮式输入管脚，则Data、Attribution和Direction的值被置为“010”。A口和B口的Data、Attribution和Direction的设定值均在不同的寄存器里，用户在进行I/O口设置时要特别注意这一点。

　　关于STM32GPIO口的8种工作模式

　　1、浮空输入模式

　　

　　上图红色的表示便是浮空输入的过程，外部输入时0读出的就是0，外部输入时1读出的就是1，外部没有输入IO处于阻塞读不出电平状态。

　　用处：感觉在信号处理方面用的比较好，比如在读取一段一段的波形，可以清晰的知道什么时候是0信号，什么时候是1信号，什么时候是没有信号的。

　　类比：51单片机找不到类似的输入模式

　　2、上拉输入

　　

　　上拉输入和浮空输入的区别是，上拉电阻的开关关闭了，如上图所示。IO没有输入的时候，IO电平等于VDD即1电平，当然IO输入低电平的事就是VDD和IO口形成一个闭环电路，根据分压法IO口出分担的电压为0。当然IO输入为1时，IO口电压和VDD相等，上拉电阻好比断开了，IO口的电压还是0。

　　用处：在按键使用的时候特别适用，按键的一端接地，一端接IO口，当按键没有按下的时候电平为高电平，当按键按下的时候IO是低电平。

　　类比：51单片机P1 P2 P3口就是上拉输入的，大家可以回忆一下51单片机的按键操作，我们应该知道51单片机除了P0口内部没有上拉电阻其他的IO都有上拉电阻。大家应该明白了51单片机没有按键的时候，我们读到的事高电平了吧！！

　　小计：

　　上拉输入，不管输入1还是不输入IO的电平都是1，输入0是IO口的电平是0

　　PS按键是共地还是共VCC选择的时候要慎重

　　3、下拉输入

　　

　　下拉输入和上拉输入的区别是，上拉电阻的开关打开了了，下拉电阻的开关关闭；了。如上图所示。IO没有输入的时候，IO电平等于VSS即0电平，当IO输入高电平的时候IO口就和VSS组成一个闭合电路，根据分压法，电压都分担到了电阻上，所以IO口电平为高电平。当然IO输入为低电平的时候，IO口肯定是低电平。

　　用处：在按键使用的时候特别适用，按键的一端接VCC，一端接IO口，当按键没有按下的时候电平为低电平，当按键按下的时候IO是高电平电平。

　　类比：51单片机没有类似的IO口

　　PS按键是共地还是共VCC选择的时候要慎重

　　4、模拟输入

　　

　　模拟输入，大家看上图的红色的标示。模拟输入和其他输入最大的区别

　　1、 没有连接TTL触发器，这样保留最原始的电压值，不是转换过后的0和1信号

　　2、 数据连接的终点不一样，其他的输入我们都是读取输入寄存器的值，而模拟输入，数据直接送到片上外设，一般是ADC。

　　下面就是输出类型了

　　1、 推挽输出

　　2、 开漏输出

　　3、 复用推挽输出

　　4、 复用开漏输出

　　1、推挽输出

　　

　　上图就是就是推挽输出的过程。上图标示的“2”便是我们的输出寄存器，我们可以写入1或者0，如果写入1，图上的“3”上面的P-mos导通，N-mos截止，IO口等价直接连接在VDD上，所以IO口电平是高电平。同理输出寄存器的值为0时，P-mos截止，N-mos导通。IO口直接连接在VSS上，所有IO口电平为低电平。

　　大家可能会问图上标的1是什么？其实1的寄存器就是间接向输出寄存器写入。

　　用处：适合做一些开关控制，应为推挽输出可以快速的切换0和1，例如继电器，led等

　　类比：51单片机没有类似的IO口

　　3、 开漏输出

　　

　　上图红色标示便是开漏输出的过程图，图上1和2的标示已经在推挽输出中介绍了，此处不再说明。开漏输出与推挽输出唯一的区别就是开漏输出只有一个N-mos管。当输出寄存器的值为0的时候，n-mos导通，IO口直接连接VSS，输出为低电平。当输出寄存器为1的时候，n-mos截止，IO口直接和输出端断开了，处于浮空状态。电平状态不可控制。

　　大家可能会说，这样设计不是傻缺么？有什么用设计这种输出方式。其实这种方式很有用的，请看下面的类比

　　类比：

　　我们都知道51单片机PO口，是不是想到什么了？对PO口就是类似的开漏输出， PO口作为输出的时候一定要加上拉电阻，加上上拉电阻后，输入寄存器为1的时候，n-mos截止截止了，好比IO和输出端断开，这是IO口点压就等于上拉电阻的电压。这样变输出了高电平，如果IO口的高电平，连接到了外设低电平的，就会产生电流，电流不会流到IO口，（N-mos管截止了）直接流到外设。是不是增大了驱动能力了。（IO口的驱动能力有限，不能容忍大电流）。

　　通过改变上拉电阻的大小和电压就能完成很多功能。

　　4、 复用（推挽和开漏）输出

　　

　　复用

　　复用推挽\开漏和（推挽\开漏输出）区别在于起点不一样，复用输出来源片上外设，比如IIC，SPI等。相信大家已经可以理解了，不做解释了。

　　大家是不是觉得8中模式都会了呢？我一开始的问题GPIO输入和输出之间的影响？

　　

　　当我们设置为输入模式的时候，看上图“1”和“2”是线与的关系，如何你想要“1”对我们的输入没有影响，要么要“1”断开，要么让“1”高电平。比如键盘检测的时候，如何“1”是低电平的话。那么输入端会一直是低电平。我的开开发板PC5是键盘，如何我对输出端不做任何处理的话，即使我PC5输入设为上拉输入，输入寄存器一直是0。如果直接给ODR寄存器置1我的问题就解决了。

　　问题1 我没有设置PC5的输出模式，直接给输出寄存器置1，IO口的输出端是什么情况？STM32有没有默认的输出方式，这个要看输出寄存器复位的时候的值，来判断他的工作模式。。总之为了保险起见，应把输出寄存器置1。就和我们用51单片机IO作为输入的时候一定要先置一，一般系统复位后都是一。

　　当我们设置为输出模式的时候，我们能不能读取数据（不设置输入模式），当我们设置为开漏模式的时候，外接上拉电阻过后，我们不用设置输入模式就可以读取IO的电平了。这个是唯一的全双工的方式，除了复用功能外。我猜想默认输入应该是浮空输入。