下文將根據STM32F207參考手的中GPIO框圖講解GPIO功能。
01、I/O接口電路
帶FT的是說明可以容忍5V電壓的，I/O電路框圖
1.1、普通輸入
普通輸入模式下，上拉和下拉電阻（微弱）的存在，共分3種模式
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浮空輸入，不使能上拉電阻，不使能下拉電阻
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上拉輸入，使能上拉電阻
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下拉輸入，使能下拉電阻
從上面框圖得知，輸出緩存是被禁止的
1.2、普通輸出
普通輸入模式下，上拉和下拉電阻（微弱）的存在。主要是由於P-MOS和N-MOS的存在分為下列兩種模式
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開漏模式：輸出寄存器是 0 時，激活 N-MOS， 而輸出寄存器是 1 時，端口保持高阻態(P-MOS 不會被使能)
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推挽輸出： 輸出寄存器是 0 時，激活 N-MOS， 而輸出寄存器是 1 時，激活 P-MOS
從上面的框圖得知，
1、在普通輸出模式中，TTL施密特觸發器是打開的，所以讀輸入數據寄存器，可以得到 I/O 的狀態。
2、驅動GPIO輸出，我們可以采用輸出寄存器也可以使用位段
1.3、模擬輸入
模擬輸入上拉電阻和下拉電阻是沒有用的
高阻態下模擬輸入
從上面框圖得知
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弱上拉和下拉電阻禁止
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施密特觸發器停用，施密特觸發器輸出值強制為0
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輸出緩存被禁止
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讀輸入數據期存器， 讀到的值為0
注意：IO配置成模擬輸入時，不能容忍5V電壓
1.4、復用輸出
復用輸出框圖
從上圖框圖中可以得到5條信息
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輸出緩存被來自外設的信號驅動(發送數據器使能和數據)，也即是位設置/清除寄存器和輸出數據寄存器在這里是無用的
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由於P-MOS和N-MOS使能，仍然可以配置成推挽輸出和開漏輸出
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上拉電阻和下拉電阻使能，可以進行配置
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TTL施密特觸發器使能
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可以通過讀輸入數據寄存器， 可以得到 I/O 的狀態
02、管腳復用和重映射
管腳復用和重映射(其實是一回事)，STMF10X系列叫重映射，STMF20X系列叫管腳復用，也就是復用功能
2.1、STMF10X系列
STM32上有很多I/O口，也有很多的內置外設想I2C,ADC,ISP,USART等，為了節省引出管腳，這些內置外設基本上是與I/O口共用管腳的，也就是I/O管腳的復用功能。但是STM32還有一特別之處就是：很多復用內置的外設的I/O引腳可以通過重映射功能，從不同的I/O管腳引出，即復用功能的引腳是可通過程序改變的。
三個紅框交匯處.STM32F103VCT6這個CPU的USART1接的是PB6/PB7但是上電初始化后默認功能並非是USART1.所以想要用串口功能.必須用端口重映射。
STM32的單片機每個功能模塊有自己的時鍾系統,所以要想要調用STM32單片機的功能模塊時必須先配置對應時鍾,然后才能去操作相應的功能模塊.端口重映射也一樣.如圖示:
重映射步驟為:
1.打開重映射時鍾和USART重映射后的I/O口引腳時鍾,
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
2.I/O口重映射開啟.
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1,ENABLE);
3.配制重映射引腳, 這里只需配置重映射后的I/O,原來的不需要去配置.
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_6; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_7; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
2.1、STMF20X系列
STMF20X系列(包括之后的40系列)是沒有重映射的說法，只有統一的稱為復用功能。
從上圖看出F10X系列會有專門的普通IO寄存器，會有復用寄存器，使用庫函數如下：
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalStateNewState)
從上圖F20X系列使用了復用功能寄存器，然不是像F10系列存在專門的復用寄存器，F20X系列GPIO復用的功能更廣。
備注：要先配置GPIO為復用功能，再調用復用的庫函數
03、相關名詞解釋
GPIO模式名字解釋
F20系列：GPIO共有四種功能
typedef enum { GPIO_Mode_IN = 0x00, /*!< GPIO Input Mode */ GPIO_Mode_OUT = 0x01, /*!< GPIO Output Mode */ GPIO_Mode_AF = 0x02, /*!< GPIO Alternate function Mode */ GPIO_Mode_AN = 0x03 /*!< GPIO Analog Mode */ }GPIOMode_TypeDef;
GPIO狀態
推挽輸出
可以輸出強高低電平，連接數字器件。
開漏輸出
只可以輸出強低電平，高電平需要外部電阻拉高，輸出端相當於三極管的集電極，要得到高電平，需要上拉電阻，適合做電流型的驅動，其吸收電流negligence相對強(一般20ma以內)
高阻態
高阻態是一個數字電路里常見的術語，指的是電路的一種輸出狀態，既不是高電平也不是低電平，如果高阻態再輸入下一級電路的話，對下級電路無任何影響，和沒接一樣，如果用萬用表測的話有可能是高電平也有可能是低電平，隨它后面接的東西定的。如果設置為浮空輸入，也就是既沒有上拉電阻，沒有下拉電阻。可以認為是高阻態。
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