GPIO的8种工作模式

GPIO 输出部分

[GPIO]LED闪灯实验

本实验采用CPU直接控制GPIO的PC13引脚，向输出数据寄存器写0/1来控制GPIO_PIN_13输出低/高电压（平),PC13控制的板载LED相应的会亮起或熄灭。
实验原理图：

由于PC13是板载LED,根据STM32F103C8T6原理图可知它采用的是开漏接法。

一、初始化参数配置

引脚：GPIO_Pin_13
工作模式：采用开漏输出（OD）
输出速度：低速2MHz (板载LED的频率一般为100Hz)

二、GPIO的四个编程接口

GPIO初始化：

向IO写0/1：

读取IO值：

三、编程实现

1.先开启GPIOC的时钟 (时钟就相当于心跳，负责供血，开启时钟后，GPIO模块才能正常控制运行)

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);

2.初始化一个结构体

// #2.初始化IO引脚，PC13通用输出开漏模式  2MHz
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct ={0};

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin =GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_OD;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;

GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStruct);

3.在while循环中向IO写0/1控制LED的亮灭（闪烁）

while(1)
{
	GPIO_WriteBit(GPIOC,GPIO_Pin_13,Bit_RESET);//亮
	Delay(100); //延迟100ms
	GPIO_WriteBit(GPIOC,GPIO_Pin_13,Bit_SET);//熄灭
	Delay(100); //延迟100ms
}

完整实现代码：
补充：LED的亮灭也可以进行宏定义，直接调用LED1_ON()；或者LED1_OFF()；即可。

#define LED1_ON  GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_SET)
#define LED1_OFF GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, Bit_RESET)

GPIO的输入部分

保护二极管

作用：防止静电，保护芯片，保护电路不受静电影响。

保护二极管的工作原理：

当静电为正值时，比如10000V，电压由高压流向低压，上方3.3V的保护二极管导通，保护电路

当静电为负值时，比如-10000V，下方二极管导通
注意：二极管是单向导通的

GPIO的四种输入模式

输入上拉（闭合开关，使能上拉电阻）
输入下拉（闭合开关，使能上拉电阻）
输入浮空（两个开关都断开）
模拟模式（ADC,DAC）

上拉电阻与下拉电阻

上拉电阻与下拉电阻的作用：起一个稳定的作用，为IO引脚提供默认的电压 。
上拉电阻可以为IO引脚提供一个默认的高电压。
下拉电阻可以为IO引脚提供一个默认的低电压。

1.向IO输入低电压时：

2.向IO输入高电压时：

3.当IO引脚悬空时：

当IO引脚悬空时，易受外界的电磁波干扰，导致输入数据寄存器读入的值一会儿是0，一会儿是1，电路不稳定。
因此，我们为防止这种不稳定情况的发生，我们增加了上拉电阻或下拉电阻

上拉电阻原理

当我们闭合上拉电阻开关时，上拉电阻会为IO引脚提供一个默认的高电压。
此情况下，1.若IO引脚不悬空，向IO输入一个3V3，输入数据寄存器读到的数为1，
​ 向IO输入一个0V，输入数据寄存器读到的数为0。
所以，IO引脚不悬空时，默认的高电压对转换结果无影响。

2.当IO悬空时，上拉电阻会把IO引脚拉成高电压（给IO引脚提供一个默认的高电压），此时输入数据寄存器会读到一个稳定的1。

下拉电阻原理与之相同，此处不再赘述。

施密特触发器

作用：对连续变化的模拟输入电平整形，输出标准数字高低电平（逻辑 0/1），具备滞回回差特性，拥有上升、下降两套不同翻转阈值电压，能抑制信号毛刺、抖动干扰。
输入电流特性：
CMOS 工艺施密特：栅极输入漏电流极小，近似无直流输入电流，TTL 工艺施密特：存在毫安级输入电流，不可忽略。
典型应用：波形整形、机械按键消抖、RC 多谐振荡电路、抗干扰电平检测。

按钮实验

1.LED的接线方法：

在板载LED闪灯实验时，我们采用的是开漏接法，本次实验我们选用推挽接法。
LED阳极接PA0，阴极接地。
2.按钮的接线方法：
按钮的一端接IO引脚，另一端接地。把IO引脚设置成输入上拉模式。

编程实现

1.先开GPIOA的时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//开启时钟

2.初始化LED

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct={0};//定义一个结构体
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;//引脚
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽模式
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;//2MHz
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化IO (PA0)

3.初始化按键

GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;//引脚
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//输入上拉模式
//输入不需要设置速度
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//初始化IO (PA1)
	

4.按键控制LED

while(1)
	{
	
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)==Bit_RESET)//当按键按下
	{
		LED1_ON();
	}
	else
	{
		LED1_OFF();
	}