1 江协科技STM32-GPIO相关知识学习笔记_stm32低电平能驱动三极管吗

前言

自己本来是学习Java的，但是秋招下来，也没有找到任何Java方向合适的工作。最后截至到现在，自己找到了某大厂测试开发offer，尽管是白菜价，但是也算是够到大厂的了。方向是硬件方向的测开，需要学习嵌入式方面的知识。经过综合考虑，自己打算学习嵌入式了，一者提前学习一下相关的知识，明年夏季入职后，可以更快的成长，二者自己春招可以试一下嵌入式。

然后经过自己几天的寻找，发现B站的江协科技所将的STM32是最好的一个，然后自己想跟着江协科技的视频来进行学习，来记录自己学习的知识笔记，以便后序的复习。另外也可以帮助小伙伴们，对相关知识进行查阅

GPIO基本介绍

0是低电平，1是高电平。

• 引脚电平：对于输出而言，最大的也就只能输出3.3v，但是对于输入而言，最大可以输入5V

具体那些可以容忍5V的，可以看STM32的引脚定义，带FT的就是容忍5V的

GPIO基本结构

• APB2外设总线，STM32所有GPIO都挂在在这里
• GPIO的外设名称是按照GPIOA，GPIOB，C这样来命名的
• 每个GPIO外设一共有16个引脚

每个GPIO里面都拥有寄存器和驱动器

• 寄存器是一段特殊的存储器，内核可以通过APB2总线对寄存器读写，这样就可以输出电平和读取电平了
• 例如，若输入为1，那么对应的端口输出就是高电平，若为0，则对应的端口就是低电平。
• 若读取为1，则说明端口输入高电平
• STM的寄存器都是32位的，但是呢端口只有16位，那么只有低16位对应端口
• 驱动器是进行信号的驱动操作

GPIO位结构

• 三个寄存器，然后中间部分是驱动器，后面就是引脚了
• 然后上面是输入部分，下面是输出部分

输入设备

引脚和两个二极管

• 引脚旁边有两个保护二极管，这是给输入电压进行限伏的，VDD是3V，VSS是0V。
• 如果输入的电压高于3V，那么保护二极管就会导通，电流就会流入到VDD，而不会流入内部。
• 若电压低于VSS的电压，那么下方就会导通，就不会从内部汲取电流，保护电路

上拉电阻和下拉电阻

• 然后电路就走到了上拉电阻和下拉电阻，然后分为上拉输入模式和下拉输入模式。若两个都断开，就是浮空输入模式
• 给输入提供一个默认的输入电平。防止引脚没有输入的时候，导致电路被外接扰动，防止引脚悬空导致的输入数据不确定
• 若接入上拉电阻，引脚悬空时，还有上拉电阻保证引脚的高电平（默认高电平输入模式）反之就是默认低电平的输入模式

TTL施密特触发器

• 施密特触发器的作用就是对输入电压进行整型的
• 如果输入电压大于某一阈值，输出就会瞬间升为高电平，若低于某一个阈值，就变成低电平
• 可以避免因信号波动造成的输出抖动的现象

然后输入到输入数据寄存器种，就可以得到相应的数据

然后上方还有两个线路，

• 模拟输入：连接到ADC上，需要接受模拟量，那么就需要接到施密特触发器前面
• 复位功能输入：连接需要读取端口的外设上面的，是需要读取数字信号的，需要在施密特触发器后面

输出设备

输入部分有两个

• 通过输入数据寄存器，平台的IO口输出，操作某一位，就可以操作某一个端口了
• 未设置清楚寄存器：用来操作输出寄存器的某一位，而不会影响其他的

• • 将操作的数改为1，然后没有操作的写成0，然后他内部的电路就会自动将输出数据寄存器对应位置为1，而0不变
  • 也可以使用位带的方式（当前不是）

• 通过外设的复用功能输出

然后输出控制后就接到了两个MOS管

• MOS管就是电子开关，信号来控制开关，将IO口接到VDD或者VSS
• 可以选择推挽（P-MOS和N-MOS均有效）
• 输出位1是，PMOS有效（VDD），位0是N-MOS有效（VSS)
• 开漏（P-MOS无效）若位1，则N-MOS断开，高电阻模式。若位0，N-MOS接通，输出直接到VSS（此时高电平有没有驱动能力，低电平有驱动能力）
• 关闭（当配置输入模式的时候，两个MOS管都无效）输出关闭

GPIO的八种工作模式

LED和蜂鸣器介绍

硬件电路

一个高电平和低电平电路

按照第一个为例

• LED1正极接3.3V电路，负极通过一个限流电阻接到PA0上。当PA0输出低电平的时候，LED两端就会产生电压差，就会LED就会点亮了

• 关于高低电路的选择，主要看这个IO口的驱动能力如何了。
• 若在推挽输出能力下，高低电平的驱动能力都比较强，两个接法都可以。但是更加倾向于第一个接法，因为大部分都是高电平弱驱动，低电平强驱动的。防止高低电平打架

然后三极管驱动

如果驱动电路过大，可以使用一个三极管驱动电路去驱动

• 三极管的左边是基级
• 带箭头的是发射极
• 剩下的是集电级