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【车载开发系列】GPIO模式分类

news 来源：原创 2025/7/3 9:32:15

【车载开发系列】GPIO模式分类

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  • 【车载开发系列】GPIO模式分类
    • 一. GPIO概念
    • 二. GPIO的模式区分
    • 三. GPIO的八大模式
      • 1）推挽输出（Output push-pull）
      • 2）开漏输出（Output open-drain）
      • 3）上拉输入（Input pull-up）
      • 4）下拉输入（Input pull-down）
      • 5）浮空输入（Input floating）
      • 6）模拟输入
      • 7）复用开漏输出（Alternate function open-drain）
      • 8）复用推挽输出（Alternate function push-pull）

一. GPIO概念

GPIO （general purpose input output）是通用输入输出端口的简称，简单来说就是软件可控制的引脚。芯片的GPIO引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。对GPIO口的简单理解可以为：输入输出的接口。GPIO的输入输出模式一共有8种。
GPIO是引脚，所有的GPIO引脚都有输入输出的功能，但是并不是所有的引脚都是GPIO。
引脚电平一般在0V~3.3V之间，部分引脚可容忍5V的电压。

二. GPIO的模式区分

输入模式指GPIO端口将读取外部设备发出的信号；
输出模式指GPIO端口将向外部设备发出信号；
复用模式指GPIO端口可以同时实现输入和输出功能。
高阻模式指GPIO端口被设置为高阻模式，输入端口的输入信号会被抑制；
中断模式指GPIO端口可以捕捉到外部设备发出的信号；
测试模式指GPIO端口可以用于测试外部设备；
热插拔模式指GPIO端口可以实现热插拔功能。
推挽和开漏的区别：推挽既可以输出高电平，也可以输出低电平，开漏只能输出低电平。

三. GPIO的八大模式

1）推挽输出（Output push-pull）

可以输出引脚电平，高电平接VDD，低电平接VSS。当输出寄存器输出高电平，则引脚也输出高电平；当输出寄存器输出低电平，则引脚也输出低电平。
可用于驱动LED、控制蜂鸣器、控制器开关，模拟通信协议输出时序（SPI I2C 等）等。

2）开漏输出（Output open-drain）

可以输出引脚电平，高电平则高阻态，低电平接VSS。
当输出寄存器输出高电平，则引脚输出高阻态；当输出寄存器输出低电平，则引脚输出低电平。
连接不同电平的器件，如IIC总线通信，实现电平匹配和灵活的输出方式。

3）上拉输入（Input pull-up）

IO口在无输入的情况下，可以读取引脚电平，内部连接上拉电阻，悬空时默认为高电平，并保持高电平。
通过内部上拉电阻将GPIO端口保持在高电平状态。

4）下拉输入（Input pull-down）

IO口在无输入的情况下，通过内部下拉电阻将GPIO端口保持在低电平状态，保持低电平。
可以读取引脚电平，内部连接下拉电阻，悬空时默认低电平。

5）浮空输入（Input floating）

IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。
可以读取引脚电平，若引脚悬空，则电平不确定。

6）模拟输入

输入信号为模拟量而非数字量，其余输入方式输入数字量。信号不经施密特触发器处理，直接作为模拟量接入。
GPIO无效，引脚直接接入内部ADC。

7）复用开漏输出（Alternate function open-drain）

高电平为高阻态，低电平接VSS。它由片上外设来控制。
复用开漏输出是在需要利用GPIO端口实现特定外设功能时，如PWM信号输出、SPI通信等。
与复用推挽输出类似，但输出模式为开漏输出，需要外部上拉电阻。

8）复用推挽输出（Alternate function push-pull）

高电平接VDD，低电平接VSS，它也是由片上外设来控制。

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