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STM32外设-GPIO输入（仅数字）

news 来源：原创 2025/7/13 17:17:22

STM32外设-GPIO输入

  • 一，输入的三种类型
    • 1. 上拉 (Pull-up)输入
    • 2. 下拉 (Pull-down)输入
    • 3. 浮空 (Floating / High-Impedance)输入
  • 二，下拉电阻的作用

学完基础的led，接下来学习key即按键，但在连接按键之前，我们必须了解单片机 GPIO (通用输入/输出) 引脚作为输入时，有三种模式：上拉 (Pull-up)、下拉 (Pull-down) 和 浮空 (Floating)。它们决定了引脚在没有明确外部信号时（比如按键没按下）的默认电平状态，这对于稳定读取按键至关重要。

一，输入的三种类型

1. 上拉 (Pull-up)输入

它是啥？ 想象引脚内部有一根"橡皮筋"轻轻地把它往"高电平"（通常是电源 VCC）拉。当没有更强的力量（比如按键按下接地）作用时，它就保持在高电平。
为啥用？ 防止引脚"悬空"乱飘。就像一个开关，默认是开着的，只有你按下时才关断。
何时用？ 当你需要引脚在空闲时稳定地输出高电平，或者连接的按键按下时会把引脚拉到低电平 (GND)。这是最常见的按键连接方式之一。

2. 下拉 (Pull-down)输入

它是啥？ 和上拉相反，这次"橡皮筋"是把引脚往"低电平"（地线 GND）拉。默认状态是低电平。
为啥用？ 同样是为了防止悬空，提供一个明确的默认状态。
何时用？ 当你需要引脚空闲时稳定在低电平，或者连接的按键按下时会把引脚接到高电平 (VCC)。相对上拉来说，用得稍微少一些。

3. 浮空 (Floating / High-Impedance)输入

它是啥？ 引脚内部既不上拉也不下拉，像个与世无争的"隐士"。它的电平完全由外部连接决定。如果什么都没接，它的状态就像空气中的羽毛，极其不稳定，容易受到各种电磁干扰。
为啥用？ 有些特定场景需要引脚呈现高阻态，不影响外部电路（比如模拟信号输入，或者需要外部电路精确控制电平）。但在简单的数字输入，尤其是按键检测中，极少使用浮空模式，因为它太容易"受惊"了。

注意！ 直接用浮空模式连接按键通常是不可靠的，你需要外部电路（比如外部上拉或下拉电阻）来明确默认电平。
正确选择和配置输入模式是按键能够被可靠读取的前提。对于大多数简单的按键电路，使用单片机内部的上拉或下拉功能是最方便有效的方式。

二，下拉电阻的作用

  1. 在引脚输入时，默认引脚为低电平
    输入引脚内部为施密特触发器，这里用三极管代替
    在这里插入图片描述
    P点处为高阻态，电平漂浮不定
    在这里插入图片描述
    当加上一个下拉电阻时，NP结阻抗无穷大，输入引脚为低电平
    在这里插入图片描述
    如果不加下拉电阻直接接地，也可以保证输入引脚为低电平，但是如果我想将输入引脚默认为高电平时，如下图，因为电压有内阻，内阻分得5V电压，输入引脚依旧为低电平
    在这里插入图片描述
    所以这里下拉电阻还有一个作用是：保证输入引脚可以为高电平

下拉电阻的作用：
1，将输入引脚钳位在低电平
2，保证输入引脚可以为高电平

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