STM32 的 IO 口相比 51 要复杂得多，所以使用起来要困难得多。 1、输入浮空 2、输入上拉 3、输入下拉 4、模拟输入 5、开漏输出 6、推挽输出 7、推挽式复用功能 8.开漏复用功能 每个 IO 但是 IO 必须按口寄存器 32 访问位字。STM32 的很多 IO 口都是 5V 兼容，这些 IO 口在与 5V 电平外设连接有很大的优势，具体是什么？ IO 口是 5V 兼容的，可以从芯片的数据手册管脚描述章中找到（I/O Level 标 FT 的就是 5V 电平兼容)。
他们分别是： 配置模式的 2 个 32 位的端口 配置寄存器 CRL 和 CRH； 2 个 32 位数据寄存器 IDR 和 ODR； 1 个 32 位置/复位寄存器BSRR； 一个 16 复位寄存器的位置 BRR； 1 个 32 锁定寄存器的位置 LCKR。 如果您想了解每个寄存器的详细使用方法，请参考《STM32 中文参考手册 V10》P105~P129。 注：CRL 和 CRH 控制着每个 IO 口模式及输出速率。
I/O端口位置的基本结构： 
5伏兼容I/O端口位置的基本结构：
一、输入模式
四种输入模式：浮空输入、上拉输入、下拉输入、模拟输入 （1） GPIO_Mode_AIN 模拟输入 （2） GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 （3） GPIO_Mode_IPD 下拉输入 （4） GPIO_Mode_IPU 上拉输入
施密特触发器在输入模式下打开，禁止输出。可以输入数据寄存器GPIOx_IDR 读取I/O 状态。模拟、上拉、下拉、下拉和浮空模式。上拉和下拉输入很容易理解，默认电平由上拉或下拉决定。浮动输入的电平是不确定的，完全由外部输入决定，这种模式接按钮时可以使用此模式。用于模拟输入ADC 采集。每隔一个数据寄存器AHB可通过数据寄存器更新1时钟周期一次GPIOx_IDR读取I/O状态。其中AHB按默认配置时钟180MHz。
大多数情况下，应用于ADC模拟输入或低功耗省电，模拟输入模式可读取非常微妙的变化值。
是指IO评论状态不确定，完全由外部输入决定。如果引脚悬挂，读取的端口电平不确定
IO输入内部下拉电阻 如果IO口外无信号输入或引脚悬空，IO默认为低电平 如果I/O口输入高电平，引脚为高电平，MCU读取的是高电平
IO内部上拉电阻输入 如果IO口外部没有信号输入或者引脚悬空，IO默认为高电平 如果I/O口输入低电平，引脚为低电平，MCU读取的是低电平
二、输出模式
四种输出模式：开漏输出、开漏复用功能、推挽输出、推挽复用功能 （1） GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出 （2） GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出 （3） GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出 （4） GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出 输出使能在输出模式中推动模式MOS输出数据寄存器GPIOx_ODR可控制I/O输出高低点评。只有在泄漏模式下N-MOS输出数据寄存器可以控制工作I/O输出高阻或低电平。可配置输出速度，2MHz\25MHz\50MHz\100MHz的选项。这里的输出速度是I/O支持的高低电平状态切换频率最高，支持频率越高，功耗越大。如果功耗要求不严格，可以将速度设置为最大。
此时，通过输入数据寄存器打开施密特触发器GPIOx_IDR可读取I/O实际状态。 上拉、下拉或悬挂模式可用于输出模式。但此时由于输出模式时引脚电平会收到ODR而寄存器的影响ODR寄存器对应的引脚位置为0，即引脚初始化后默认输出低电平。因此，在这种情况下，上拉只能稍微提高输出电流能力，但不会影响引脚的默认状态。 可输出高、低电平、连接数字设备； 推拉结构一般是指两个三极管分别由两个互补信号控制，总是在一个三极管导通时另一个截止日期。高低电平由 IC 低电源。 推挽电路是两个参数相同的三极管或 MOSFET,以推拉的方式存在于电路中，负责正负半周波形放大任务 当电路工作时，两个对称的功率开关管每次只有一个导通，因此导通损耗小，效率高。输出可以向负载移动 灌装电流也可以从负载中提取。推拉输出级不仅提高了电路的负载能力，而且提高了开关速度。 推拉输出模式等效电路 无论输入是高电平还是低电平，P-MOS 管道总是关闭的。当低电平输入单元电路时，N-MOS 管导通，输出为低电平。输入高电平时，N-MOS 管截止时，引脚状态既不是高电平，也不是低电平，我们称之为高电阻。若要使引脚输出高电平，则引脚必须外接上拉电阻，由上拉电阻提供高电平。等效电路图如图所示。 在开漏输出模式中还有一个特点，引脚具有**“线与”**关系。也就是说，如果有很多漏输出模式的引脚连接在一起，只要一个引脚是低电平的，所有其他管脚都是低的，也就是说，所有引脚连接在一起的总线都被拉低了。只有当所有引脚输出高阻态时，总线的电平才会从上拉电阻VDD 决定。如果VDD 连接的是3.3V，所以引脚输出是3.3V，如果VDD 连接的是5V，那么引脚输出就是5V。所以如果你想让STM32 管脚输出5V，可选择泄漏输出模式，然后在外部拉电阻VDD 选择5V 可以，前提是这个STM32 引脚是容忍5V 的。一般采用开漏输出模式I2C、SMBUS 通信等需要线与功能的总线电路。也可用于电平不匹配的场合，如上述输出5V 一样。输出电平为0-3.3V 当开关状态需要高速切换时。。配置引脚是泄漏输出还是推拉输出模式GPIOx_CRL 和GPIOx_CRH 寄存器。
由于STM32 的GPIO 引脚具有第二功能，因此当使用复用功能的时候，也就是通过其他外设复用功能输出信号与GPIO 数据寄存器连接到一起MOS 管道电路的输入，梯形结构是用来选择复用功能还是普通功能？IO 口功能。 例如，我们使用它USART 串口通讯时，需要用到某个GPIO 引脚作为通信发送引脚，此时可以使用GPIO 引脚配置成USART 串口复用功能，引脚由串口外设控制，数据发送。 在再利用功能模式下，输出使能，输出速度可以配置，可以在泄漏和推拉模式下工作，但输出信号来自其他外设，输出数据寄存器GPIOx_ODR 无效；输入可用，可通过输入数据寄存器获得I/O 实际状态，但数据信号通常直接用外设寄存器获取。
（1） 浮空输入_IN_FLOATING ——可以做浮空输入 KEY 识别， RX1 (2)带上拉输入_IPU——IO 内部上拉电阻输入 (3)带下拉输入_IPD—— IO 输入内部下拉电阻 （4） 模拟输入_AIN ——应用 ADC 模拟输入或低功耗省电 (5)泄漏输出_OUT_OD ——IO 输出 0 接 GND， IO 输出 1.悬空需要外部上拉电阻才能实现输出 高电平。输出为 1 时， IO 口的状态由上拉电阻拉高，但由于是泄漏输出模式，因此 IO 口也就可以 从外部电路到低电平或不变。 IO 实现输入电平的变化 C51 的 IO 双向功能 (6)推拉输出_OUT_PP ——IO 输出 0-接 GND， IO 输出 1 -接 VCC，读输入值未知 (7)复用功能推拉输出_AF_PP ——片内外设功能（I2C 的 SCL,SDA） (8)复用功能的泄漏输出_AF_OD——片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）
三、GPIO的配置
端口位配置 输出模式位 当I/O输入时端口配置： ● 禁止输出缓冲器 ● 激活施密特触发输入 ● 弱上拉和下拉电阻根据输入配置（上拉、下拉或浮动）连接 ● 出现在I/O每个脚上的数据APB2时钟被采样到输入数据寄存器 ● 可以获得输入数据寄存器的读取访问I/O状态 下图给出了I/O端口位置的输入配置 当I/O当端口配置为输出时： ● 激活输出缓冲器 ─ 泄漏模式：输出寄存器上的0激活N-MOS，输出寄存器上的1将端口置于高阻状态(PMOS从不被激活)。 ─ 推拉模式：输出寄存器上的0激活N-MOS，输出寄存器上的1将被激活P-MOS。 ● 激活施密特触发输入 ● 禁止弱上拉和下拉电阻 ● 出现在I/O脚上的数在每个APB2时钟被采样到输入数据寄存器 ● 在开漏模式时，对输入数据寄存器的读访问可得到I/O状态 ● 在推挽式模式时，对输出数据寄存器的读访问得到最后一次写的值。 下图给出了I/O端口位的输出配置 当I/O端口被配置为复用功能时： ● 在开漏或推挽式配置中，输出缓冲器被打开 ● 内置外设的信号驱动输出缓冲器(复用功能输出) ● 施密特触发输入被激活 ● 弱上拉和下拉电阻被禁止 ● 在每个APB2时钟周期，出现在I/O脚上的数据被采样到输入数据寄存器 ● 开漏模式时，读输入数据寄存器时可得到I/O口状态 ● 在推挽模式时，读输出数据寄存器时可得到最后一次写的值 下图示出了I/O端口位的复用功能配置。一组复用功能I/O寄存器允许用户把一些复用功能重新映象到不同的引脚。 当I/O端口被配置为模拟输入配置时： ● 输出缓冲器被禁止； ● 禁止施密特触发输入，实现了每个模拟I/O引脚上的零消耗。施密特触发输出值被强置 为’0’； ● 弱上拉和下拉电阻被禁止； ● 读取输入数据寄存器时数值为’0’。 下图示出了I/O端口位的高阻抗模拟输入配置： 每组GPIO端口的寄存器包括：
两个32位配置寄存器(GPIOx_CRL ，GPIOx_CRH) ，
两个32位数据寄存器 (GPIOx_IDR和GPIOx_ODR)，
一个32位置位/ 复位寄存器(GPIOx_BSRR)，
一个16位复位寄存器(GPIOx_BRR)，
一个32位锁定寄存器(GPIOx_LCKR)。
每个I/O端口位可以自由编程，然而I/O端口寄存器必须按32位字被访问(不允许半字或字节访问) 。
是每组IO口含下面7个寄存器。也就是7个寄存器，
一共可以控制一组GPIO的16个IO口。
- GPIOx_CRL :端口配置低寄存器
- GPIOx_CRH:端口配置高寄存器
- GPIOx_IDR:端口输入寄存器
- GPIOx_ODR:端口输出寄存器
- GPIOx_BSRR:端口位设置/清除寄存器
- GPIOx_BRR :端口位清除寄存器
- GPIOx_LCKR:端口配置锁存寄存器
该寄存器的复位值为 0X4444 4444，从图 6.1.4 可以看到，复位值其实就是配置端口为浮空输入模式。从上图还可以得出：STM32 的 CRL 控制着每组 IO 端口（A~G）的低 8 位的模式。 每个 IO 端口的位占用 CRL 的 4 个位，高两位为 CNF，低两位为 MODE。这里我们可以记住几个常用的配置，比如 0X0 表示模拟输入模式（ADC 用）、0X3 表示推挽输出模式（做输出口用，50M 速率）、0X8 表示上/下拉输入模式（做输入口用）、0XB 表示复用输出（使用 IO 口的第二 功能，50M 速率）。 CRH 的作用和 CRL 完全一样，只是 CRL 控制的是低 8 位输出口，而 CRH 控制的是高 8位输出口。这里我们对 CRH 就不做详细介绍了。
下面我们讲解一下怎样通过固件库设置 GPIO的相关参数和输出 GPIO 相关的函数和定义分布在固件库文件 stm32f10x_gpio.c 和头文件 stm32f10x_gpio.h 文件中。
在固件库开发中，操作寄存器 CRH 和 CRL 来配置 IO 口的模式和速度是通过 GPIO 初始化函数完成：
void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct)；
这个函数有两个参数，第一个参数是用来指定 GPIO，取值范围为GPIOA~GPIOG。 第二个参数为初始化参数结构体指针，结构体类型为 GPIO_InitTypeDef。 下面我们看看这个结构体的定义：
typedef struct
{
uint16_t GPIO_Pin;
GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
}GPIO_InitTypeDef;
下面我们通过一个 GPIO 初始化实例来讲解这个结构体的成员变量的含义。 通过初始化结构体初始化 GPIO 的常用格式是：
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //LED0-->PB.5 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度 50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//根据设定参数配置 GPIO
上面代码的意思是设置 GPIOB 的第 5 个端口为推挽输出模式，同时速度为 50M。从上面初始化代码可以看出，结构体 GPIO_InitStructure 的第一个成员变量 GPIO_Pin 用来设置是要初始化哪个或者哪些 IO 口；第二个成员变量 GPIO_Mode 是用来设置对应 IO 端口的输出输入模式，这些模式是上面我们讲解的 8 个模式，在 MDK 中是通过一个枚举类型定义的：
typedef enum
{
GPIO_Mode_AIN = 0x0, //模拟输入
GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, //浮空输入
GPIO_Mode_IPD = 0x28, //下拉输入
GPIO_Mode_IPU = 0x48, //上拉输入
GPIO_Mode_Out_OD = 0x14, //开漏输出
GPIO_Mode_Out_PP = 0x10, //通用推挽输出
GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, //复用开漏输出
GPIO_Mode_AF_PP = 0x18 //复用推挽
}GPIOMode_TypeDef;
第三个参数是 IO 口速度设置，有三个可选值，在 MDK 中同样是通过枚举类型定义：
typedef enum
{
GPIO_Speed_10MHz = 1,
GPIO_Speed_2MHz,
GPIO_Speed_50MHz
}GPIOSpeed_TypeDef;
IDR 是一个端口输入数据寄存器，只用了低 16 位。该寄存器为只读寄存器，并且只能以16 位的形式读出。该寄存器各位的描述如图 6.1.7 所示： 要想知道某个 IO 口的电平状态，你只要读这个寄存器，再看某个位的状态就可以了。使用起来是比较简单的。 在固件库中操作 IDR 寄存器读取 IO 端口数据是通GPIO_ReadInputDataBit 函数实现的：
uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
比如我要读 GPIOA.5 的电平状态，那么方法是：
GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_5);
返回值是 1(Bit_SET)或者 0(Bit_RESET);
ODR 是一个端口输出数据寄存器，也只用了低 16 位。该寄存器为可读写，从该寄存器读出来的数据可以用于判断当前 IO 口的输出状态。而向该寄存器写数据，则可以控制某个 IO 口的输出电平。该寄存器的各位描述如图 6.1.8 所示： 在固件库中设置 ODR 寄存器的值来控制 IO 口的输出状态是通过函数 GPIO_Write 来实现的：
void GPIO_Write(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t PortVal);
该函数一般用来往一次性一个 GPIO 的多个端口设值。
BSRR 寄存器是端口位设置/清除寄存器。该寄存器和 ODR 寄存器具有类似的作用，都可以用来设置 GPIO 端口的输出位是 1 还是 0。下面我们看看该寄存器的描述如下图： 该寄存器通过举例子可以很清楚了解它的使用方法。例如你要设置 GPIOA 的第 1 个端口值为 1，那么你只需要往寄存器 BSRR 的低 16 位对应位写 1 即可：
GPIOA->BSRR=1<<1;
如果你要设置 GPIOA 的第 1 个端口值为 0，你只需要往寄存器高 16 位对应为写 1 即可：
GPIOA->BSRR=1<<(16+1)
该寄存器往相应位写 0 是无影响的，所以我们要设置某些位，我们不用管其他位的值。
BRR 寄存器是端口位清除寄存器。该寄存器的作用跟 BSRR 的高 16 位雷同，这里就不做详细讲解。在 STM32 固件库中，通过 BSRR 和 BRR 寄存器设置 GPIO 端口输出是通过函数GPIO_SetBits()和函数 GPIO_ResetBits()来完成的。
void GPIO_SetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void GPIO_ResetBits(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)
在多数情况下，我们都是采用这两个函数来设置 GPIO 端口的输入和输出状态。比如我们要设置 GPIOB.5 输出 1，那么方法为：
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);
反之如果要设置 GPIOB.5 输出位 0，方法为：
GPIO_ResetBits (GPIOB, GPIO_Pin_5);
虽然 IO 操作步骤很简单，这里我们还是做个概括性的总结，操作步骤为： 1） 使能 IO 口时钟。调用函数为 RCC_APB2PeriphClockCmd()。 2） 初始化 IO 参数。调用函数 GPIO_Init(); 3） 操作 IO。操作 IO 的方法就是上面我们讲解的方法。