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STM32-GPIO框图剖析

时间:2019-07-18 19:29:54      阅读:120      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:导致   根据   设置   开关   控制   smb   了解   工作模式   提高   

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GPIO框图剖析

基本结构分析

①保护二极管及上、下拉电阻

当引脚电压高于VDD_FT 时, 上方的二极管导通,当引脚电压低于 VSS 时,下方的二极管导通,防止不正常电压引入芯片导致芯片烧毁。
通过上、下拉对应的开关配置,我们可以控制引脚默认状态的电压

②P-MOS 管和 N-MOS 管

推挽输出:
推挽输出模式,是根据这两个 MOS 管的工作方式来命名的。
在该结构中输入高电平时,上方的 P-MOS 导通,下方的 N-MOS 关闭,对外输出高电平;而在该结构中输入低电平时, N-MOS 管导通, P-MOS 关闭,对外输出低电平。当引脚高低电平切换时,两个管子轮流导通,一个负责灌电流,一个负责拉电流,使其负载能力和开关速度都比普通的方式有很大的提高。推挽输出的低电平为 0 伏,高电平为 3.3 伏。
开漏输出模式:
上方的 P-MOS 管完全不工作,如果我们控制输出为 0,低电平,则 P-MOS 管关闭, N-MOS 管导通,使输出接地,若控制输出为 1 (它无法直接输出高电平)时,则 P-MOS 管和 N-MOS 管都关闭,所以引脚既不输出高电平,也不输出低电平,为高阻态。为正常使用时必须接上拉电阻,若有很多个开漏模式引脚连接到一起时,只有当所有引脚都输出高阻态,才由上拉电阻提供高电平,此高电平的电压为外部上拉电阻所接的电源的电压。若其中一个引脚为低电平,那线路就相当于短路接地,使得整条线路都为低电平,0 伏。
推挽输出模式一般应用在输出电平为 0 和 3.3 伏而且需要高速切换开关状态的场合。在 STM32 的应用中,除了必须用开漏模式的场合,我们都习惯使用推挽输出模式。开漏输出一般应用在 I2C、SMBUS 通讯等需要“线与”功能的总线电路中,还用在电平不匹配的场合,如需要输出 5 伏的高电平,就可以在外部接一个上拉电阻, 上拉电源为 5 伏, 并且把 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 5 伏的电平。

③输出数据寄存器

④复用功能输出

其它片上外设对 GPIO 引脚进行控制,

⑤输入数据寄存器

信号经过触发器后,模拟信号转化为 0、 1 的数字信号,然后存储在“输入数据寄存器GPIOx_IDR”中,通过读取该寄存器就可以了解 GPIO 引脚的电平状态。

⑥复用功能输入

⑦模拟输入输出

ADC 采集电压的输入通道时,用作“模拟输入”功能

工作模式

输入模式(上拉、下拉、浮空)
输出模式(推挽开漏,上下拉)
复用功能(推挽开漏,上下拉)
模拟输入输出

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STM32-GPIO框图剖析

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