GPIO內部結構
GPIO輸入模式
（1）浮空輸入模式
圖中施密特觸發器是開啟的，IO口的狀態可以直接送到輸入寄存器中，CPU可以直接讀取輸入寄存器；
在上圖中，陰影的部分處於不工作狀態，尤其是下半部分的輸出電路，實際上是與端口處於隔離狀態。
黃色的高亮部分顯示了數據傳輸通道，外部的電平信號通過左邊編號1的IO端口進入STM32，經過編號2的施密特觸發器的整形送入編號3的輸入數據寄存器，在輸入數據寄存器的另一端編號4，CPU可以隨時讀出IO端口的電平狀態
（2）上拉輸入模式
上圖是STM32的GPIO帶上拉輸入模式的配置。與前面的浮空輸入模式相比，僅僅是在數據通道上部，接入了一個上拉電阻，根據STM32的數據手冊，這個上拉電阻阻值介於30K~50K。
同樣，CPU可以隨時在輸入數據寄存器的另一端，讀出IO端口的電平狀態。
（3）下拉輸入模式
（4）模擬輸入模式
施密特觸發器是關閉的，信號直接到ADC輸入；
STM32的模擬輸入通道的配置則更加簡單，信號從左邊編號1的端口進入，從右邊編號2的一端直接進入ADC模塊。
這里我們看到所有的上拉、下拉電阻和施密特觸發器，均處於斷開狀態，因此輸入數據寄存器將不能反映端口上的電平狀態，也就是說，模擬輸入配置下，CPU不能在輸入數據寄存器上讀到有效的數據。
GPIO輸出模式
（1）開漏輸出模式 GPIO_OType_OD
當CPU在編號1端通過“位設置/清楚寄存器”或“輸出數據寄存器”寫入數據后，該數據位通過編號2的輸出控制電路傳送到編號4的IO端口。
如果CPU寫入的是邏輯1，則編號3的N-MOS管將處於關閉狀態，此時IO端口的電平將由外部的上拉電阻決定，如果CPU寫入的是邏輯0，則編號3的N-MOS管將處於開啟狀態，此時IO端口的電平被編號3的N-MOS管拉到了VSS的零電位。
在上圖的上半部，施密特觸發器處於開啟狀態，這意味着CPU可以在“輸入數據寄存器”的另一端，隨時監控IO端口的狀態；通過這個特性，還實現了虛擬的IO端口雙向通信，只要CPU輸出邏輯1，由於編號3的N-MOS管處於關閉狀態，IO端口的電平將完全由外部電路決定，因此，CPU可以在“輸入數據寄存器”讀到外部電路的信號，而不是它自己輸出的邏輯1。
GPIO口的輸出模式下，有3種輸出速度可選（2MHz、10MHz和50MHz），這個速度是指GPIO口驅動電路的響應速度，而不是輸出信號的速度，輸出信號的速度與程序有關（芯片內部在IO口的輸出部分安排了多個響應速度不同的輸出驅動電路，用戶可以根據自己的需要選擇合適的驅動電路）。通過選擇速度來選擇不同的輸出驅動模塊，達到最佳的噪聲控制和降低功耗的目的。高頻的驅動電路，噪聲也高，當不需要高的輸出頻率時，請選用低頻驅動電路，這樣非常有利於提高系統的EMI性能。當然如果要輸出較高的頻率的信號，但卻選用了較低頻率的驅動模塊，很可能會得到失真的輸出信號。
開漏輸出：開漏輸出就是不輸出電壓，低電平時接地，高電平時不接地。如果外接上拉電阻，則在輸出高電平時電壓會拉到上拉電阻的電源電壓。這種方式適合在連接的外設電壓比單片機電壓低的時候。
a、只能輸出低電平，不能輸出高電平。如果要輸出高電平，則需要外接上拉。
b、開漏輸出具有“線與”功能，一個為低，全部為低，多用於I2C和SMBUS總線。
（2）開漏復用輸出模式
（3）推挽輸出模式 GPIO_OType_PP
推挽輸出：推挽輸出就是單片機引腳可以直接輸出高電平電壓。低電平時接地，高電平時輸出單片機電源電壓。這種方式可以不接上拉電阻。但如果輸出端可能會接地的話，這個時候輸出高電平可能引發單片機運行不穩定，甚至可能燒壞引腳。推挽方式的驅動力更大。
a、可以輸出高低電平，用於連接數字器件，高電平由VDD決定，低電平由VSS決定。
b、推挽結構指兩個三極管受兩路互補的信號控制，總是在一個導通的時候另外一個截止，優點開關效率效率高，電流大，驅動能力強。
c、輸出高電平時，電流輸出到負載，叫灌電流，可以理解成推，輸出低電平時，負載電流流向芯片，叫拉電流，即挽。
（4）推挽復用輸出模式
GPIO推挽復用輸出模式，編號2的輸出控制電路的輸入，與復用功能的輸出端相連，此時輸出數據寄存器被從輸出通道斷開了，並和片上外設的輸出信號連接。我們將GPIO配置成復用輸出功能后，如果外設沒有被激活，那么它的輸出將不確定，其它部分與前述模式一致，包括對“輸入數據寄存器”的讀取。
3、應用場合
①上拉輸入、下拉輸入可以用來檢測外部信號；例如，按鍵等；
②浮空輸入模式，由於輸入阻抗較大，一般把這種模式用於標准通信協議的I2C、USART的接收端；
③普通推挽輸出模式一般應用在輸出電平為0和3.3V的場合。而普通開漏輸出模式一般應用在電平不匹配的場合，如需要輸出5V的高電平，就需要在外部一個上拉電阻，電源為5V，把GPIO設置為開漏模式，當輸出高阻態時，由上拉電阻和電源向外輸出5V電平。
④對於相應的復用模式，則是根據GPIO的復用功能來選擇，如GPIO的引腳用作串口的輸出，則使用復用推挽輸出模式。如果用在IC、SMBUS這些需要線與功能的復用場合，就使用復用開漏模式。
⑤在使用任何一種開漏模式時，都需要接上拉電阻。
GPIO用到的函數
void gpio_deinit(uint32_t gpio_periph) // reset GPIO port
void gpio_mode_set(uint32_t gpio_periph, uint32_t mode, uint32_t pull_up_down, uint32_t pin) //set GPIO mode
void gpio_output_options_set(uint32_t gpio_periph, uint8_t otype, uint32_t speed, uint32_t pin)//set GPIO output type and speed
void gpio_bit_set(uint32_t gpio_periph, uint32_t pin) //set GPIO pin bit
void gpio_bit_reset(uint32_t gpio_periph, uint32_t pin) //reset GPIO pin bit
void gpio_bit_write(uint32_t gpio_periph, uint32_t pin, bit_status bit_value) //write data to the specified GPIO pin
void gpio_port_write(uint32_t gpio_periph, uint16_t data)//write data to the specified GPIO port
FlagStatus gpio_input_bit_get(uint32_t gpio_periph, uint32_t pin) //get GPIO pin input status
uint16_t gpio_input_port_get(uint32_t gpio_periph) //get GPIO all pins input status
FlagStatus gpio_output_bit_get(uint32_t gpio_periph, uint32_t pin) //get GPIO pin output status
uint16_t gpio_output_port_get(uint32_t gpio_periph) //get GPIO all pins output status
void gpio_af_set(uint32_t gpio_periph, uint32_t alt_func_num, uint32_t pin) //set GPIO alternate function
void gpio_pin_lock(uint32_t gpio_periph, uint32_t pin) //lock GPIO pin bit
void gpio_bit_toggle(uint32_t gpio_periph, uint32_t pin) //toggle GPIO pin s
void gpio_port_toggle(uint32_t gpio_periph) //toggle GPIO port status
時鍾樹
時鍾源
可以選擇
內部8MHz時鍾源(IRC8M)、外部4~32MHz高速時鍾源(HXTAL)、內部48MHz高速時鍾源(IRC48M)，並且可以經過PLL進行倍頻。
CK_SYS（即系統時鍾）配置方法有三種，當SCS寄存器配置為00時，CK_SYS為8MHz（內部8MHz直連）；當SCS寄存器配置為01時，CK_SYS為外部高速時鍾源的頻率，即與外部高速時鍾直連；當SCS寄存器配置為10時，CK_SYS為時鍾源經過PLL倍頻獲得的頻率值。
選擇時鍾源：void rcu_system_clock_source_config(uint32_t ck_sys)
configure the system clock source
ck_sys: system clock source select
only one parameter can be selected which is shown as below:
RCU_CKSYSSRC_IRC8M: select CK_IRC8M as the CK_SYS source
RCU_CKSYSSRC_HXTAL: select CK_HXTAL as the CK_SYS source
RCU_CKSYSSRC_PLL: select CK_PLL as the CK_SYS source
AHB、APB1、APB2、PLL配置
void rcu_ahb_clock_config(uint32_t ck_ahb)
/*!
\brief configure the AHB clock prescaler selection
\param[in] ck_ahb: AHB clock prescaler selection
only one parameter can be selected which is shown as below:
\arg RCU_AHB_CKSYS_DIVx, x=1, 2, 4, 8, 16, 64, 128, 256, 512
\param[out] none
\retval none
*/
void rcu_apb1_clock_config(uint32_t ck_apb1)
/*!
\brief configure the APB1 clock prescaler selection
\param[in] ck_apb1: APB1 clock prescaler selection
only one parameter can be selected which is shown as below:
\arg RCU_APB1_CKAHB_DIV1: select CK_AHB as CK_APB1
\arg RCU_APB1_CKAHB_DIV2: select CK_AHB/2 as CK_APB1
\arg RCU_APB1_CKAHB_DIV4: select CK_AHB/4 as CK_APB1
\arg RCU_APB1_CKAHB_DIV8: select CK_AHB/8 as CK_APB1
\arg RCU_APB1_CKAHB_DIV16: select CK_AHB/16 as CK_APB1
\param[out] none
\retval none
*/
void rcu_apb2_clock_config(uint32_t ck_apb2)
/*!
\brief configure the APB2 clock prescaler selection
\param[in] ck_apb2: APB2 clock prescaler selection
only one parameter can be selected which is shown as below:
\arg RCU_APB2_CKAHB_DIV1: select CK_AHB as CK_APB2
\arg RCU_APB2_CKAHB_DIV2: select CK_AHB/2 as CK_APB2
\arg RCU_APB2_CKAHB_DIV4: select CK_AHB/4 as CK_APB2
\arg RCU_APB2_CKAHB_DIV8: select CK_AHB/8 as CK_APB2
\arg RCU_APB2_CKAHB_DIV16: select CK_AHB/16 as CK_APB2
\param[out] none
\retval none
*/
void rcu_pll_config(uint32_t pll_src, uint32_t pll_mul);
/*!
\brief configure the PLL clock source selection and PLL multiply factor
\param[in] pll_src: PLL clock source selection
only one parameter can be selected which is shown as below:
\arg RCU_PLLSRC_IRC8M_DIV2: select CK_IRC8M/2 as PLL source clock
\arg RCU_PLLSRC_HXTAL: select HXTAL as PLL source clock
\param[in] pll_mul: PLL multiply factor
only one parameter can be selected which is shown as below:
\arg RCU_PLL_MULx(x=2..32): PLL source clock * x
\param[out] none
\retval none
*/