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STM32 GPIO详解

什么是GPIO

GPIO（General Purpose Input/Output）= 通用输入输出端口，就是单片机引脚。

• 输出：控制引脚输出高低电平（点亮LED、驱动蜂鸣器）
• 输入：读取引脚电平（检测按键、读取传感器）

STM32F103C8T6有37个GPIO引脚，分布在GPIOA~GPIOB（部分GPIOC），每个引脚都可以配置成多种模式。

GPIO的8种模式（☆）

核心模型：MOS 管 = 受电压控制的开关

输出模式（4种）

输入模式（4种）

GPIO结构框图

展示了 GPIO 内部从寄存器→驱动器→MOS 管→保护二极管的完整结构

推挽输出和开漏输出的区别

推挽输出

内部有两个管子（上管+下管）：

• 写1：上管导通，引脚输出高电平（3.3V）
• 写0：下管导通，引脚输出低电平（0V）

优点：既能拉高也能拉低，驱动能力强。

开漏输出

只有下管，没有上管：

• 写1：引脚悬空（高阻），什么也不输出
• 写0：下管导通，引脚输出低电平

所以开漏输出必须外部接上拉电阻，高电平靠上拉电阻提供。

为什么I2C要用开漏？因为开漏模式多个设备可以线与，任何一个设备拉低，总线就是低电平，方便多个设备共享一根线。如果用推挽，高低都是强驱动，多个设备同时驱动会造成电源短路

GPIO配置

GPIO输出

使用推挽输出，可点亮小灯

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);// 开时钟（☆）GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;// 推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;// PA0GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;// 速度GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);// 写入寄存器

GPIO输入

上拉输入（按键检测）

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;// 上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

按键电路核心规律

按键接哪边，就用"相反的那边"的上下拉。

• 按键接 GND → 配上拉 → 没按读 1，按下读 0
• 按键接 VDD → 配下拉 → 没按读 0，按下读 1

为什么按下读 0 还是 1？由电流流向决定：按下 = 引脚被"短接"到按键另一头连的电压。连 GND→0V→读0；连 VDD→3.3V→读1。

为什么要上/下拉电阻？没按时引脚悬空会乱跳，配电阻给个稳定的默认电平。

GPIO 控制函数

时钟是什么

时钟是一个方波信号，时钟频率=每秒有多少个脉冲

为什么每个设备都需要开时钟？

STM32 所有外设默认都是关电的，要先用 RCC 开时钟给外设上电才能用。

• 不开时钟 → 外设不工作，写寄存器没用
• STM32 低功耗设计：不用外设就不给电
  类比：电器要插电才能用，时钟就是电。

踩坑记录

总结

GPIO配置四步：开时钟 → 配模式 → 配引脚 → GPIO_Init写入寄存器。
输出用Out_PP，外设控制用AF_PP，输入按需选上拉/下拉/浮空。