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看逻辑图，GPIO分为输入驱动器和输出驱动器两部分，最右边是一个保护电路，用于抵御电压波动（3.3/5V）

一、输出驱动器

当我们使用HAL库的函数HAL_GPIO_WritePin设置寄存器，或片上外设进行复用功能输出，控制P-MOS管与N-MOS管开断

推挽输出

当两个MOS管都使用时，便是推挽输出，P‑MOS 激活 N‑MOS 断开就是接Vdd，输出高电平；P‑MOS 断开 N‑MOS 激活就是接地，输出低电平

优点：可以直接输出 3.3V 缺点：只能输出 3.3V

开漏输出：

当P-NOS管断开时，就是开漏输出，N‑MOS 断开，输出就由外部电路决定，当外接5V时就输出5V高电平（必须是5V容忍的IO口，一般是3.3V）；当N‑MOS 激活，接地，输出低电平；

优点：配合外部电路 更加灵活 缺点：高电平实际是高阻态 无法输出电流

复用输出：

复用推挽输出、复用开漏输出，交由片上外设接管 MOS 管控制而不是单片机寄存器

二、输入驱动器

外部输入信号先经过引脚保护电路进入输入驱动器；可以选择开启芯片内部上拉电阻 / 下拉电阻。 信号分成两条通路：

1. 模拟通路：信号直接作为模拟输入，给到 ADC 等模拟外设；

2. 数字通路：信号经过肖特基触发器整形，转为标准数字电平，送给片上外设，同时存入IDR 输入寄存器，单片机可以通过HAL库的指令HAL_GPIO_ReadPin读取寄存器

根据信号通路选择、内部上下拉电阻开关状态，GPIO 输入分为 4 种模式：上拉输入，下拉输入，浮空输入（上下拉都不打开），模拟输入（不经过肖特基触发器）