?一、GPIO的八種模式

GPIO支持4種輸入模式（浮空輸入、上拉輸入、下拉輸入、模擬輸入）和4種輸出模式（開漏輸出、開漏復用輸出、推挽輸出、推挽復用輸出）。

GPIO_Mode_AIN	模擬輸入
GPIO_Mode_IN_FLOATING	浮空輸入
GPIO_Mode_IPD	下拉輸入
GPIO_Mode_IPU	上拉輸入
GPIO_Mode_Out_OD	開漏輸出
GPIO_Mode_Out_PP	推挽輸出
GPIO_Mode_AF_OD	復用開漏輸出
GPIO_Mode_AF_PP	復用推挽輸出

開漏輸出：mos管導通，輸出強低電平；mos管截止，此時mos管電阻無窮大，如果無外部上拉電路，輸出為高阻態，如果有外部上拉電路，輸出為弱高電平（驅動能力較弱）

推挽輸出：NMOS管導通，PMOS管截止，輸出強低電平；NMOS管截止，PMOS管導通，輸出強高電平

二、端口復用功能

????????由數據手冊可以得知，每一個IO口都有很多功能，比如PA4可以做SPI1的片選，也可以做SPI3的片選，這些都是IO端口的復用功能

使用硬件SPI時，此時的引腳需要使用復用功能，即配置為復用推挽輸出

void SPI1_GPIO_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};__HAL_RCC_SPI1_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI1;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

使用硬件iic時，引腳配置為復用開漏輸出

void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};if(i2cHandle->Instance==I2C2){__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C2;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);__HAL_RCC_I2C2_CLK_ENABLE();}
}

?使用軟件iic時，此時的SCL和SDA引腳完全由我們控制，所以不使能復用功能，直接配置為開漏輸出，然后SDA引腳讀數據時配置為上拉輸入模式，寫數據時配置為開漏輸出即可

void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef* i2cHandle)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};if(i2cHandle->Instance==I2C2){__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C2;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);__HAL_RCC_I2C2_CLK_ENABLE();}
}

注意：SPI作為主機，MISO配置為浮空輸入或者復用推挽輸出都可以，原因在于，MISO引腳的功能就是讀取電平信號，所以配置為輸入模式沒有問題，當配置為復用推挽輸出時，我們會把MISO端口的使用權交給SPI,他會自己控制MISO的端口模式為輸入模式

三、GPIO速度

#define ?GPIO_SPEED_FREQ_LOW ? ? ? ? 0x00000000U ?/*!< IO works at 2 MHz, please refer to the product datasheet */
#define ?GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM ? ? ?0x00000001U ?/*!< range 12,5 MHz to 50 MHz, please refer to the product datasheet */
#define ?GPIO_SPEED_FREQ_HIGH ? ? ? ?0x00000002U ?/*!< range 25 MHz to 100 MHz, please refer to the product datasheet ?*/
#define ?GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH ? 0x00000003U ?/*!< range 50 MHz to 200 MHz, please refer to the product datasheet ?*/

配置高速：輸出頻率高，噪音大，功耗高，電磁干擾強；?

配置低速：輸出頻率低，噪音小，功耗低，電磁干擾弱；提高系統EMI（電磁干擾）性能；

我們知道GPIO速度有四種模式，低速，中速，高速和超高速，其中不同的速度對應不同的時鐘頻率。

• 低速：USART（115.2kbps）、按鍵掃描。
• 中速：I2C（400kbps）。
• 高速：SPI（18Mbps）、PWM高頻信號。
• 超高速：QSPI FLASH,FMC,以太網等高速。

注意事項：

1、如果你使用9600波特率UART通信，建議速度配置為低。所以，如果你想使產品更加完美，速度配置也是關鍵的一項。

2、比如SPI時鐘配置時，如果配置為30Mhz,那么GPIO引腳的速度最起碼配置為高速模式，不然信號可能會失真。

3、GPIO設為輸入模式時，輸出驅動電路斷開，速度配置無意義。此時應關注上拉/下拉電阻配置。

4、使用Cubemx生成代碼時，SPI選用軟件片選信號，此時注意GPIO口速度默認為低速模式，但是SPI一般配置高速模式，此時防止數據亂碼需要修改GPIO口速度

四、如何選擇I/O模式

1. 浮空輸入_IN_FLOATING ——浮空輸入，可以做KEY識別，RX1
2. 帶上拉輸入_IPU——IO內部上拉電阻輸入
3. 帶下拉輸入_IPD—— IO內部下拉電阻輸入
4. 模擬輸入_AIN ——應用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電
5. 開漏輸出_OUT_OD ——IO輸出0接GND，IO輸出1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實現輸出高電平。當輸出為1時，IO口的狀態由上拉電阻拉高電平，但由于是開漏輸出模式，這樣IO口也就可以由外部電路改變為低電平或不變。可以讀IO輸入電平變化，實現C51的IO雙向功能
6. 推挽輸出_OUT_PP ——IO輸出0-接GND， IO輸出1 -接VCC，讀輸入值是未知的
7. 復用功能的開漏輸出_AF_OD ——片內外設功能（I2C的SCL、SDA）
8. 復用功能的推挽輸出_AF_PP——片內外設功能（USART的TX和RX、SPI的MOSI、MISO.SCK）

五、JTAG引腳作為GPIO使用要注意

例如PA15引腳，它默認時JTDI引腳，但是可以復用為SPI的NSS片選信號。在初始化時，需要先開啟AFIO時鐘，再關閉JTAG功能，否則GPIO功能仍然不起作用。初始化代碼如下：

stm32f103

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);      /*使能SWD 禁用JTAG*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);/* CS: PA15 */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

兆易創新gd32F103?

void micromotor_alarm_gpio_config(void)
{//1.GPIO引腳時鐘使能rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);		//2.復用功能時鐘使能																															rcu_periph_clock_enable(RCU_AF);																		 	//3.GPIO配置為推完輸出模式gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_15);				//4.重映射配置：JTAG-DP禁用和SW-DP使能	gpio_pin_remap_config(GPIO_SWJ_SWDPENABLE_REMAP,ENABLE);						//5.引腳配置為低電平gpio_bit_reset(GPIOA,GPIO_PIN_15);																				
}

常見的調試接口：

SW調試接口： PA13、PA14共兩個引腳。

JTAG調試接口： PA13、PA14、PA15、PB3、PB4共五個引腳。