GPIO口输出
STM32 的 GPIO口输出模式是控制外部设备（如 LED、蜂鸣器、继电器等）的核心功能，通过配置可实现高低电平输出或特定波形输出。
一、GPIO 输出模式分类（以 STM32F10x 系列为例）
GPIO 输出模式主要分为推挽输出和开漏输出两大类，每种模式又可配合不同的输出速度（仅影响开关速率，不改变输出逻辑）。
| 模式类型 | 宏定义 | 核心特点 | 应用场景 |
|---|---|---|---|
| 推挽输出 | GPIO_Mode_Out_PP | 内部有两个 MOS 管（PMOS 和 NMOS），可直接输出高电平（PMOS 导通）和低电平（NMOS 导通），驱动能力强（最大 20mA）。 | 驱动 LED、蜂鸣器、继电器等需要直接输出高低电平的设备。 |
| 开漏输出 | GPIO_Mode_Out_OD | 仅 NMOS 管有效，输出低电平时 NMOS 导通（接地）；输出高电平时 NMOS 截止，需外部上拉电阻才能输出高电平（否则引脚浮空）。支持 “线与” 逻辑（多设备共用总线时，任一设备输出低电平则总线为低）。 | I2C 通信（SDA/SCL 线）、多设备电平联动场景（如多个芯片共享控制信号）。 |
| 复用推挽输出 | GPIO_Mode_AF_PP | 功能同推挽输出，但引脚复用为外设（如 USART 的 TX、SPI 的 MOSI），由外设控制输出信号。 | USART 发送数据、SPI 输出数据等外设信号输出。 |
| 复用开漏输出 | GPIO_Mode_AF_OD | 功能同开漏输出，引脚复用为外设（如 I2C 的 SDA/SCL），由外设控制输出信号。 | I2C 通信、USART 电平转换（需外部上拉）等场景。 |
二、输出模式配置步骤（以固件库为例）
无论哪种输出模式，配置流程均为：使能时钟→初始化结构体配置→应用配置。以下以 “推挽输出控制 LED” 为例（PA0 引脚）：
1. 使能 GPIO 外设时钟
所有外设使用前必须开启对应时钟（GPIO 挂载在 APB2 总线）：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // 使能GPIOA时钟2. 配置 GPIO 初始化结构体
通过GPIO_InitTypeDef结构体设置输出模式、引脚、速度：
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 选择要配置的引脚（PA0）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
// 配置为推挽输出（若为开漏输出则改为GPIO_Mode_Out_OD）
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
// 输出速度（50MHz，可选10MHz/2MHz，仅影响开关速率，不改变输出电平）
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;3. 应用配置到 GPIO 端口
调用GPIO_Init函数将配置写入寄存器：
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOA的PA0引脚三、输出电平控制函数
配置完成后，通过库函数控制引脚输出高低电平：
| 函数名 | 功能说明 | 示例（控制 PA0） |
|---|---|---|
GPIO_SetBits | 输出高电平（置位） | GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); |
GPIO_ResetBits | 输出低电平（复位） | GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); |
GPIO_WriteBit | 灵活输出高 / 低电平（通过参数控制） | GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_SET);（高电平）GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);（低电平）GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)1);（高电平，强制转换为 BitAction 类型） |
GPIO_Write | 一次性控制端口所有引脚（32 位值，对应所有 Pin） | GPIO_Write(GPIOA, 0x0001);（仅 PA0 输出高电平，其他低电平，十六进制 0x0001 对应 Bit0 置 1） |
四、关键注意事项
输出速度的选择：速度参数（
GPIO_Speed）代表引脚电平切换的最大速率（如 50MHz 表示每秒最多切换 5000 万次），需根据实际需求选择。开漏输出的外部上拉电阻：开漏输出模式下，若需要输出高电平，必须外接上拉电阻（一般 1kΩ~10kΩ），否则引脚会浮空（电平不确定）。上拉电阻的电源可根据需求选择（如 3.3V 或 5V，实现电平转换）。
驱动能力限制：STM32 单个 GPIO 引脚最大输出电流为 20mA（瞬间峰值），持续电流建议不超过 10mA，否则需外接驱动电路（如三极管、MOS 管），避免损坏芯片。
复用输出的配置：当引脚复用为外设（如 USART 的 TX）时，需先配置为复用输出模式（
GPIO_Mode_AF_PP或GPIO_Mode_AF_OD），再初始化对应外设，否则外设信号无法通过引脚输出。
五、应用示例：推挽输出控制 LED 闪烁
结合上述配置，实现 PA0 引脚控制 LED 每 500ms 闪烁一次：
#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"int main(void)
{// 1. 使能GPIOA时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);// 2. 配置PA0为推挽输出GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);// 3. 循环控制LED闪烁while (1){GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 输出高电平，LED亮Delay_ms(500); // 延时500msGPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 输出低电平，LED灭Delay_ms(500); // 延时500ms}
}在实际开发中，需根据外设需求选择推挽或开漏模式，并注意电流、速度等细节，确保电路稳定工作。