前言

GPIO（英语：General-purpose input/output），通用型之输入输出的简称，其接脚可以供使用者由程控自由使用，PIN 脚依现实考量可作为通用输入（GPI）或通用输出（GPO）或通用输入与输出（GPIO）

一.GPIO 8 种工作模式

GPIO_Mode_AIN 模拟输入
GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入
GPIO_Mode_IPD 下拉输入
GPIO_Mode_IPU 上拉输入
GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出
GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出
GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出

二.八种使用方法简单归纳

1、上拉输入（没有输入信号的时候默认输入高电平）、下拉输入(在于没有输入信号的时候默认输入低电平)可以用来检测外部信号；IO内部下拉电阻输入例如，按键等；

2、浮空输入模式，由于输入阻抗较大，一般把这种模式用于标准通信协议的 I2C、USART 的接收端我理解为浮空输入状态下，IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的；

3、模拟输入
输入模拟信号

4、普通推挽输出模式一般应用在输出电平为 0 和 3.3V 的场合。而普通开漏输出模式一般应用在电平不匹配的场合，如需要输出 5V 的高电平，就需要在外部一个上拉电阻，电源为 5V，把 GPIO 设置为开漏模式，当输出高阻态时，由上拉电阻和电源向外输出 5V 电平。

5、对于相应的复用模式（复用输出来源片上外设），则是根据 GPIO 的复用功能来选择，如 GPIO 的引脚用作串口的输出（USART/SPI/CAN），则使用复用推挽输出模式。如果用在 I2C、SMBUS 这些需要线与功能的复用场合，就使用复用开漏模式。

6、在使用任何一种开漏模式时，都需要接上拉电阻。

三.CUBEMX配置过程

1.选择引脚类型

GPIO_Input-输入引脚 GPIO_Output-输出引脚

2. 配置引脚

对于输入引脚，可以配置的就是 GPIO Pull-up/Pull-down。这分别对应的就是 Pull-up（输入上拉）与 Pull-down （输入下拉）。

Pull-up: 输入上拉就是把电位拉高，比如拉到
Vcc。上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平。电阻同时起到限流的作用。弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。
Pull-down: 输入下拉就是把电压拉低，拉到
GND。与上拉原理相似。简单的说，如果你希望你的引脚平时处于高电平用于检测低电平，你就使用
Pull-up。如果你希望你的引脚平时处于低电平用于检测高电平，你就使用 Pull-down。

只有浮空，上拉，下拉输入选择

对于输出引脚，比输入多了更多的配置：

GPIO output level -> 初始化输出电平
GPIO mode -> 输出方式 -> 开漏或推挽输出
GPIO Pull-up/Pull-down -> 上拉或下拉输出
Maximum output speed 选中 GPIO 管脚的速率

选中 GPIO 管脚的速率的输出模式下，有 3 种输出速度

(Low - 2MHz、Medium - 10MHz、High -50MHz)

这个速度是指 I/O 口驱动电路的响应速度而不是输出信号的速度，输出信号的速度与程序有关（芯片内部在 I/O 口的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路，用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路）。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块，达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。高频的驱动电路，噪声也高，当不需要高的输出频率时，请选用低频驱动电路，这样非常有利于提高系统的 EMI 性能。当然如果要输出较高频率的信号，但却选用了较低频率的驱动模块，很可能会得到失真的输出信号。
举个例子：
1、USART 串口，若最大波特率只需 115.2k，那用 2M 的速度就够了，既省电也噪声小。

2、I2C 接口，若使用 400k 波特率，若想把余量留大些，可以选用 10M 的 GPIO 引脚速度。

3、SPI 接口，若使用 18M 或 9M 波特率，需要选用 50M 的 GPIO 的引脚速度。

3.巧用User Label

对于任意引脚，它都有这么一个选项。我想告诉你这个选项特别特别好用！这个选项简单的说就是它帮你在 main.h 中生成 defifine 语句。但是对于 HAL 库编程，main.h 会被用户的每个模块调用，也就是这些 defifine 语句的作用域几乎是全局。其强，无论是换引脚还是换单片机型号，我只需要在 Cube MX 中配置一下，就可以马上投入使用

总结

掌握八种工作模式并了解简单的硬件结构
记忆八种模式的英文名
User Label的使用
强化GPIO的使用

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