开发者学堂课程【嵌入式之 RFID 开发与应用2020版：GPIO 不同配置带来的不同效果】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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GPIO 不同配置带来的不同效果
IO 整个的配置，继续完善一下。流程第一使能时钟； 第二步定义 Gpio 的数据结构；第三步初始化这些数据结构；第四步通过库函数接口完成寄存器配置。
整个流程，第一步定义的结构体如图：
第二步设置它的速度，第三步设置它的输入输出方式，有模拟输入、悬空输入、下拉输入、开漏输入、复用功能开漏输出等等。
最后调用 GPIO_Init，其实是完成了一堆计算器的操作。函数里面所有的这些配置，如果将来换成别的 io 口，或者是别的模块的时候，不见得是 APP2 了，你要在这里改一下，但是基本流程不变。
最后去点 LED 灯和操作蜂鸣器，效果是一样的。
重点看 IO 口既然是学单片机，要了解一下 IO 口是整个配置代表的含义，单片机里面 32 的单片机的配置的方式应该说是最多的，能够支持各式各样的配置。下面介绍每种配置的作用。
一、GPIO 配置
1、悬空输入
如果把一个 io 口配置成悬空输入，两个管子是属于保护二极管， io 口是对外的，整个部分是属于芯片内部的逻辑电路，所谓的悬空就是上拉电阻的开关是断开的，下拉也是断开的，只经过了一个触发器，直接就送到了芯片的内部，就可以读取 io的状态。触发器的主要的作用是滤波，整形的一个电路，它没有跟其他的电路相连接，这就是悬空。或者悬空输入的值，如果外面也没有接任何外设，读回来这个值是不确定的，因为它没有跟任何外界沟通，这个值读出来也是未知。主要作用是为了降低功耗。
2、上下拉输入
在悬空输入的基础之上把上图右上角开关给闭合了。也就是此时如果外部依然没有接任何东西的话，那么此时在 4 这个位置读到的值，可以非常明确的知道它的值就是 1。因为这里拉成了高电平。上拉输入的好处就是可以明确电平，当然还有下拉，下拉明确的就是低电平。
上下拉的话它主要有三个作用，第一就是钳位电平，因为只有接了上下拉，的这个值才是固定的，否则的话值是不确定的，就是读回来这个值不知道是多少，所以它是钳位住了电平。
第二是增强驱动，以上拉为主，假设现在上拉不是输入是输出了，外面接了一个灯是接地的，流过的电流假设是 I。如果没有上拉，那么 I拉就等于芯片内部的电流假设叫 I1，如果接了上拉，那么还有一个电流叫 I2，所以I1和加上 I2 等于 I，之前直接等于I电流明显是增大了，所以增强了驱动能力。
第三个是抗干扰，抗干扰的意思就是，不管是上拉还是下拉，那么拉完了之后， io口的引脚要么就到电源，要么就到地，而电源和地本身是一个回路，如果外界有个静电或者是干扰的进入，那么它就能被电源给吸收掉。如果没有上下拉，那么这个信号就直接到达芯片内部，就容易对芯片内部的逻辑电路造成影响。
3、模拟输入
模拟输入不需要上下拉，拉完了之后模拟输入就会出问题，它也不经过施密特触发器，直接到达芯片内部，也就是模拟输入跟的悬空输入非常的像，只是不经过施密特触发器，因为模拟输入就是模拟型号，模拟电信号。比如 AD 转换，肯定需要模拟原始信号，不能经过任何处理的原始信号，如果处理完之后，就不能得到真实的情况，比如麦克风采样的信号，处理完那就不是真实的声音了。还有模拟输出，比如 DAC。
4、通用开漏输出
输入是走上面那条路，输出就是走下面这条路。在下方最左端写的值经过了位的设置、输出寄存器，最后送到选择寄存器，选择完了之后再送到输出电路，再经过两个末视管，下面管子的急电极及上面管子发射器是断开的，也就是一个开漏输出。
假设输出电路前选择出来电平是高电平，上面输出的就是 0，因为这两个末视管的信号刚好相反，那么下面输出 1。假设 1 是使管子导通，也就是接地了，最终输出的信号是 0，开漏输出的值为低电平。若上面输出为 1，下面为 0 的时候，下方这个管子就是截止，管子截止就意味着输出的 io 既无法跟上面的电源相连，也无法跟下面的地相连，直接断开了，断开之后，那么这个时候输出的值它既不是 0，也不是 1，不知道是多少。所以开漏输出通常只能输出 0，别的都不能输出。
开漏输出的意义是非常大的，例如 151 单片机供电电压是 5 伏的，之后买许多传感器或者是叫外设模块，然后外设工作电压 3.3 伏，建议接 5 伏，51 单片机它就是 5 伏的，接不上 3.3 伏。还有一种情况是用了一个单片机，比如 avr 这个单片机它是 3.3 的，然后又买了一个 5 伏的，它们又无法接上。现在 32 提供一种方式，叫开漏输出。
开漏输出的意思就是只能输出低电平，硬件工程师可以自己在 io 口的外部去接一个上拉电阻，然后这个电阻接到电源，电源多少都可以。
假如输出的是低电平，它就最终输出了一个低电平，但是如果输出的是一个高电平，输出电路后方就断开了，这里之前是未知的输出，因为接了一个上拉，它就变成一个已知的输出，而且这个输出的值一定是高电平， 高电平的这个值取决于上拉的是 5 伏还是 3.3，上拉是 5 伏，那么它输出的就是 5 伏，上拉是 3.3，输出的就是 3.3 伏。这样子就完成了电平的兼容，完美的兼容了不同外侧的电平，这是开漏输出的好处。
它还有一个意义，在输出的时候，假如有 3 个开漏输出的 io 口，这 3 个 io 口可以作为一个选择器，送到另一个输出里面去。这 3 个 io 有一个线语的功能，把它当成一个与门来用。只要让 io 口输出一个低电平，就等于是把输出给短路了，把它短路这 3 个引脚全部连一块，只要有一个引脚短路，那就全短路了。所以 3 个 io 里任何一个为低电平它就短路，只有除非 3 个全部都接成高电平，它的输出才是高电平，否则就是低电平。所以就省去了一个与门电路，最后一个叫做线与功能，这就是开漏输出的优势。
5、复用开漏输出
复用开漏输出这里指的是输出的值不是直接输出的，而是复用到了别的电路。复用，表示 io 不再普通 io，而是具有特殊功能的 io，比如 spi，uart 等。
6、通用推挽输出
推挽输出用的非常多，首先是要往 io 口去写入一个值，刚才讲开漏的时候，两个管子里是断开的，那么如果是推挽的话，这两个管子是通过一个开关， 比如当输入一个高电平，那上面是低电平，下面是高电平，这样的带来的意义是上面 0 这个管子就截止了，1 的管子导通，输出低电平。给的是低电平，上面是 1 下面是 0，意思就是下面的管子截止，而上面的管子导通，导通之后接的电源是1，也就是不管它输出的是 0 还是 1，它的输出的值直接要么跟地相连，要么跟电源相连。
电源提供电流的阻抗是比较小的，从而就大大的增加了拉电流和断电流。所以推挽输出是为了提高驱动能力。
7、复用推挽输出
主要不再是普通 io，而是由芯片内部的其他模块来提供的一个输入输出的值。
GPIO 配置：
1、悬空输入，为了降低功耗
2、上下拉：钳位电平、增强驱动、抗干扰
3、模拟输入就是模拟电信号，如 ADC
4、开漏输出，通常情况下只能输出 0，意义：完美兼容不同外设点评，线与
5、复用，表示 IO 不在是普通 IO，而是具有特殊功能的 IO，比如 SPI，uart 等
6、推挽输出，是为了提高驱动能力
7、复用推挽输出
