stm32的GPIO的配置模式有好幾種，包括：

1.模擬輸入；

2.浮空輸入；

3.上拉輸入；

4.下拉輸入；

5.開漏輸出；

6.推挽輸出；

7.復(fù)用開漏輸出；

8.復(fù)用推挽輸出

如圖是GPIO的結(jié)構(gòu)原理圖：

1.模擬輸入

從上圖我們可以看到，我覺得模擬輸入最重要的一點(diǎn)就是，他不經(jīng)過輸入數(shù)據(jù)寄存器，所以我們無法通過讀取輸入數(shù)據(jù)寄存器來獲取模擬輸入的值，我覺得這一點(diǎn)也是很好理解的，因?yàn)檩斎霐?shù)據(jù)寄存器中存放的不是0就是1，而模擬輸入信號不符合這一要求，所以自然不能放進(jìn)輸入數(shù)據(jù)寄存器。該輸入模式，使我們可以獲得外部的模擬信號。

2.浮空輸入

該輸入狀態(tài)，我的理解是，它的輸入完全由外部決定，我覺得在數(shù)據(jù)通信中應(yīng)該可以使用該模式。應(yīng)為在數(shù)據(jù)通信中，我們直觀的理解就是線路兩端連接著發(fā)送端和接收斷，他們都需要準(zhǔn)確獲取對方的信號電平，不需要外界的干預(yù)。所以我覺得這種情況適合浮空輸入。比如我們熟悉的I2C通信。

3上拉輸入

上拉輸入就是在輸入電路上使用了上拉電阻。這種模式的好處在于我們什么都不輸入時，由于內(nèi)部上拉電阻的原因，我們的處理器會覺得我們輸入了高電平，這就避免了不確定的輸入。這在要求輸入電平只要高低兩種電平的情況下是很有用的。

4下拉輸入

和上拉輸入類似，不過下拉輸入時，在外部沒有輸入時，我們的處理器會覺得我們輸入了低電平。

5開漏輸出

開漏輸出，輸出端相當(dāng)于三極管的集電極，所以適合與做電流驅(qū)動的應(yīng)用。要得到高電平，需要上拉電阻才可以。

6推挽輸出

推挽輸出使用了推挽電路，結(jié)合推挽電路的特性，它是由兩個MOSFET組成，一個導(dǎo)通的同時，另外一個截至，兩個MOSFET分別連接高低電平，所以哪一個導(dǎo)通就會輸出相應(yīng)的電平。推挽電路速度快，輸出能力強(qiáng)，直接輸出高電平或者低電平。

7復(fù)用開漏和復(fù)用推挽

我們知道這只是對GPIO的復(fù)用而已。使普通的GPIO具有了別的功能。

推挽輸出:

可以輸出高,低電平,連接數(shù)字器件;推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個三極管分別受兩互補(bǔ)信號的控制,總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止。高低電平由IC的電源低定。

推挽電路是兩個參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù),電路工作時，兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小、效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流，也可以從負(fù)載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負(fù)載能力，又提高開關(guān)速度。

詳細(xì)理解：

如圖所示，推挽放大器的輸出級有兩個"臂"（兩組放大元件），一個"臂"的電流增加時，另一個"臂"的電流則減小，二者的狀態(tài)輪流轉(zhuǎn)換。對負(fù)載而言，好像是一個"臂"在推，一個"臂"在拉，共同完成電流輸出任務(wù)。當(dāng)輸出高電平時，也就是下級負(fù)載門輸入高電平時，輸出端的電流將是下級門從本級電源經(jīng)VT3拉出。這樣一來，輸出高低電平時，VT3一路和VT5一路將交替工作，從而減低了功耗，提高了每個管的承受能力。又由于不論走哪一路，管子導(dǎo)通電阻都很小，使RC常數(shù)很小，轉(zhuǎn)變速度很快。因此，推拉式輸出級既提高電路的負(fù)載能力，又提高開關(guān)速度。

開漏輸出:

輸出端相當(dāng)于三極管的集電極.要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行.適合于做電流型的驅(qū)動,其吸收電流的能力相對強(qiáng)(一般20ma以內(nèi)).

開漏形式的電路有以下幾個特點(diǎn)：

利用外部電路的驅(qū)動能力，減少IC內(nèi)部的驅(qū)動。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時，驅(qū)動電流是從外部的VCC流經(jīng)Rpull-up，MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很下的柵極驅(qū)動電流。

一般來說，開漏是用來連接不同電平的器件，匹配電平用的，因?yàn)殚_漏引腳不連接外部的上拉電阻時，只能輸出低電平，如果需要同時具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的一個優(yōu)點(diǎn)是通過改變上拉電源的電壓，便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。（上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。）

OPEN-DRAIN提供了靈活的輸出方式，但是也有其弱點(diǎn)，就是帶來上升沿的延時。因?yàn)樯仙厥峭ㄟ^外接上拉無源電阻對負(fù)載充電，所以當(dāng)電阻選擇小時延時就小，但功耗大；反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求，則建議用下降沿輸出。

可以將多個開漏輸出的Pin，連接到一條線上。通過一只上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成"與邏輯"關(guān)系。這也是I2C，SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。

補(bǔ)充：什么是"線與"？：

在一個結(jié)點(diǎn)(線)上,連接一個上拉電阻到電源VCC或VDD和n個NPN或NMOS晶體管的集電極C或漏極D,這些晶體管的發(fā)射極E或源極S都接到地線上,只要有一個晶體管飽和,這個結(jié)點(diǎn)(線)就被拉到地線電平上.因?yàn)檫@些晶體管的基極注入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS),晶體管就會飽和,所以這些基極或柵極對這個結(jié)點(diǎn)(線)的關(guān)系是或非NOR邏輯.如果這個結(jié)點(diǎn)后面加一個反相器,就是或OR邏輯.

其實(shí)可以簡單的理解為：在所有引腳連在一起時，外接一上拉電阻，如果有一個引腳輸出為邏輯0，相當(dāng)于接地，與之并聯(lián)的回路"相當(dāng)于被一根導(dǎo)線短路"，所以外電路邏輯電平便為0，只有都為高電平時，與的結(jié)果才為邏輯1。

關(guān)于推挽輸出和開漏輸出，最后用一幅最簡單的圖形來概括：

該圖中左邊的便是推挽輸出模式，其中比較器輸出高電平時下面的PNP三極管截止，而上面NPN三極管導(dǎo)通，輸出電平VS+；當(dāng)比較器輸出低電平時則恰恰相反，PNP三極管導(dǎo)通，輸出和地相連，為低電平。右邊的則可以理解為開漏輸出形式，需要接上拉。

浮空輸入：

對于浮空輸入，一直沒找到很權(quán)威的解釋，只好從GPIO的結(jié)構(gòu)原理圖中去理解了

由于浮空輸入一般多用于外部按鍵輸入，結(jié)合圖上的輸入部分電路，我理解為浮空輸入狀態(tài)下，IO的電平狀態(tài)是不確定的，完全由外部輸入決定，如果在該引腳懸空的情況下，讀取該端口的電平是不確定的。

上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入：

這幾個概念很好理解，從字面便能輕易讀懂。

復(fù)用開漏輸出、復(fù)用推挽輸出：

可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況（即并非作為通用IO口使用）

最后總結(jié)下使用情況：

在STM32中選用IO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(nèi)部上拉電阻輸入
（3）帶下拉輸入_IPD——IO內(nèi)部下拉電阻輸入
（4）模擬輸入_AIN——應(yīng)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(shí)現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時，IO口的狀態(tài)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?yōu)榈碗娖交虿蛔儭？梢宰xIO輸入電平變化，實(shí)現(xiàn)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(fù)用功能的推挽輸出_AF_PP——片內(nèi)外設(shè)功能（I2C的SCL,SDA）
（8）復(fù)用功能的開漏輸出_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）

STM32設(shè)置實(shí)例：

（1）模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD，接上拉電阻，能夠正確輸出0和1；讀值時先GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0)；拉高，然后可以讀IO的值；使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；

（2）如果是無上拉電阻，IO默認(rèn)是高電平；需要讀取IO的值，可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開漏輸出_OUT_OD；

通常有5種方式使用某個引腳功能，它們的配置方式如下：
1）作為普通GPIO輸入：根據(jù)需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入，同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。
2）作為普通GPIO輸出：根據(jù)需要配置該引腳為推挽輸出或開漏輸出，同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。
3）作為普通模擬輸入：配置該引腳為模擬輸入模式，同時不要使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。
4）作為內(nèi)置外設(shè)的輸入：根據(jù)需要配置該引腳為浮空輸入、帶弱上拉輸入或帶弱下拉輸入，同時使能該引腳對應(yīng)的某個復(fù)用功能模塊。
5）作為內(nèi)置外設(shè)的輸出：根據(jù)需要配置該引腳為復(fù)用推挽輸出或復(fù)用開漏輸出，同時使能該引腳對應(yīng)的所有復(fù)用功能模塊。

注意如果有多個復(fù)用功能模塊對應(yīng)同一個引腳，只能使能其中之一，其它模塊保持非使能狀態(tài)。