GPIO-2---GPIO的輸出配置

引言：GPIO，即General purpose input output，通用輸入輸出端口，是可以根據實際使用場景需求來用軟件來配置的引腳。需要注意的是，一款芯片的引腳分為其實分為很多域，比如僅為芯片供電的引腳群稱為電源域，還有類似復位，地址配置等等稱為邏輯域，還有原生支持I2C，SPI等等通訊的稱為通訊域，搭建小系統用的引腳稱為系統域。本節我們主要講述不具有特定功能的GPIO域。（本節和下節是所有的GPIO配置類型，但有的芯片GPIO不全都支持，這類GPIO叫裁剪型GPIO，使用芯片時需要查看其Pin List，不能默認都是全功能的GPIO）

圖2-1：GPIO的一般結構

(資料圖片)

1.開漏輸出模式

開漏輸出模式為數字輸出，可以輸出引腳電平，高電平為高阻態，低電平接GND。處于開漏輸出模式時，施密特觸發器輸入也會被激活，上下拉電阻被禁止，斷開連接，對輸入數據寄存器的讀訪問可得到IO狀態，出現在IO引腳上的數據在每個APB2時鐘被采樣到輸入數據寄存器。

I2C就是利用引腳高阻態的特性，I2C總線上掛多個從機，當從機不工作時輸出高阻態，總線默認為高電平。

開漏輸出模式時PMOS不工作，輸出寄存器上的0會讓NMOS導通，接地輸出低電平，輸出寄存器上的1會讓NMOS關閉，此時引腳既不輸出高電平也不輸出低電平，為高阻態。所以輸出數據寄存器可控制IO輸出高阻態或者低電平。

圖2-2：開漏輸出模式路徑

2.推挽輸出模式

推挽輸出模式為數字輸出，可以輸出引腳電平，高電平接VDD，低電平接GND。處于推挽輸出模式時，施密特觸發器輸入也會被激活，上下拉電阻被禁止，斷開連接，對輸出數據寄存器的讀訪問可得到最后一次寫的值，出現在IO引腳上的數據在每個APB2時鐘被采樣到輸入數據寄存器。

推挽輸出模式雙MOS管會以輪流的方式工作，輸出寄存器上的0會讓NMOS導通，輸出低電平，輸出寄存器上的1會讓PMOS導通，輸出高電平。

圖2-3：推挽輸出模式路徑

3.復用開漏輸出

在復用開漏輸出模式中，復用功能輸出使能，輸出寄存器無效，輸出信號源來自片上外設，此時輸出速度可配置，輸入可用，通過輸入數據寄存器可獲取IO實際狀態，但一般直接用外設的寄存器來獲取該數據信號。

圖2-4：復用開漏輸出模式路徑

4.復用推挽輸出

在復用推挽輸出模式中，復用功能輸出使能，輸出寄存器無效，輸出信號源來自片上外設，此時輸出速度可配置，輸入可用，通過輸入數據寄存器可獲取IO實際狀態，但一般直接用外設的寄存器來獲取該數據信號。

圖2-5：復用推挽輸出模式路徑

5.小結

在輸出模式下可以控制端口的輸出電平高低，比如用于驅動LED閃爍，控制蜂鳴器，配合輸入模式可以模擬通信接口協議I2C，SPI等等。