什么是IO口？STM32的几种IO输入输出模式

IO口即input & out 输入与输出，单片机控制外设的一个重要方法。

IO口一般上限接3.3v，但由于有的端口存在保护二极管，可以容忍5v电压，一般在资料中用TF标出。

stm32的IO口可以由软件来配置为8种模式：
输入：
1、输入浮空：GPIO_Mode_IN_FLOATING
电平进入后，不经过上下拉，在触发施密特触发器后，进入输入数据寄存器，最后由CPU读取。
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（输入达到条件就触发），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。

2、输入上拉：GPIO_Mode_IPU ，原本需要低电平触发，有上拉电阻存在，使得端口为高电平，达到抗干扰作用，只接受低电平！

3、输入下拉： GPIO_Mode_IPD 原本需要高电平触发，有下拉电阻存在，使得端口为低电平，达到抗干扰作用，只接受高电平！

4、模拟输入：GPIO_Mode_AIN 输入没有上拉下拉电阻，且输入的是电压而非电平（电平只有高低之分，电压则是一个连续值）；该输入方式可用于AD转换接受模拟信号

输出：
5、开漏输出：GPIO_Mode_Out_OD
先写入输出寄存器中，再经过输出控制电路，最终到达端口**（在此模式下，IO口也可以读取IO口电压）**
优点：
1、输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平需要上拉电阻才行，适合做电流型的驱动，其吸收电流的能力较强（20ma以内）
2、开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等
但其也带来上升沿的延时！
3、可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
（补充：什么是“线与”？： 在一个结点(线)上, 连接一个上拉电阻到电源 VCC 或 VDD 和 n 个 NPN 或 NMOS 晶体管的集电极 C 或漏极 D, 这些晶体管的发射极 E 或源极 S 都接到地线上, 只要有一个晶体管饱和, 这个结点(线)就被拉到地线电平上. 因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS),晶体管就会饱和, 所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非NOR 逻辑. 如果这个结点后面加一个反相器, 就是或 OR 逻辑.）

6、开漏复用输出功能：GPIO_Mode_AF_OD
复用与不是复用的区别在于—非复用输出是cpu控制，复用功能则是从复用功能输出口上接受输出信号，可以是从外设接受输入信号输出。

7、推挽输出：GPIO_Mode_Out_PP
与开漏输出不同，在于其在经过输出控制电路后面的MOS管不同！
优点：推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

8、推挽式复用输出功能：GPIO_Mode_AF_PP
复用功能与之前类似，输出信号来源来自复用功能输出口。

IO口总结：

在STM32中选用IO模式总结：
（1） 浮空输入_IN_FLOATING ——浮空输入，可以做KEY识别
（2）带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入
（3）带下拉输入_IPD—— IO内部下拉电阻输入
（4） 模拟输入_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电
（5）开漏输出_OUT_OD ——IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现STM32的IO双向功能

（6）推挽输出_OUT_PP ——IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的
（7）复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能（I2C的SCL,SDA）
（8）复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）

正点原子对常用输入输出方式的作用的总结：（我借用一波）

1）作为普通GPIO 输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
2）作为普通GPIO 输出：根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
3）作为普通模拟输入：配置该引脚为模拟输入模式，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
4）作为内置外设的输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。
5）作为内置外设的输出：根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出，同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。

最后介绍方面呢，I每个IO口都有中断能力，只要配置一下，就可以来打开外部中断。
还有GPIO锁定机制，锁定后除非复位，否则不能再修改，当然需要在寄存器中来配置啦，大致的介绍就这么多，下面一篇文章我将介绍GPIO如何配置的问题，也是必须要学会的地方。