General Purpose Input Output （通用輸入/輸出）簡(jiǎn)稱(chēng)為GPIO，或總線擴(kuò)展器，人們利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I2C、SMBus或SPI接口簡(jiǎn)化了I/O口的擴(kuò)展。當(dāng)微控制器或芯片組沒(méi)有足夠的I/O端口，或當(dāng)系統(tǒng)需要采用遠(yuǎn)端串行通信或控制時(shí)，GPIO產(chǎn)品能夠提供額外的控制和監(jiān)視功能。

　　分類(lèi)：硬件/嵌入開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)/核心開(kāi)發(fā)

　　每個(gè)GPIO端口可通過(guò)軟件分別配置成輸入或輸出。Maxim的GPIO產(chǎn)品線包括8端口至28端口的GPIO，提供推挽式輸出或漏極開(kāi)路輸出。提供微型3mm x 3mm QFN封裝。

　　串行接口簡(jiǎn)稱(chēng)串口，也稱(chēng)串行通信接口或串行通訊接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的擴(kuò)展接口。串行接口 （Serial Interface） 是指數(shù)據(jù)一位一位地順序傳送，其特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單，只要一對(duì)傳輸線就可以實(shí)現(xiàn)雙向通信（可以直接利用電話線作為傳輸線），從而大大降低了成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信，但傳送速度較慢。

　　GPIO端口各種模式的區(qū)別

　　（1）GPIO_Mode_AIN 模擬輸入

　　（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入

　　（3）GPIO_Mode_IPD 下拉輸入

　　（4）GPIO_Mode_IPU 上拉輸入

　　（5）GPIO_Mode_Out_OD 開(kāi)漏輸出

　　（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出

　　（7）GPIO_Mode_AF_OD 復(fù)用開(kāi)漏輸出

　　（8）GPIO_Mode_AF_PP 復(fù)用推挽輸出

　　1.1 I/O口的輸出模式下，有3種輸出速度可選（2MHz、10MHz和50MHz），這個(gè)速度是指I/O口驅(qū)動(dòng)電路的響應(yīng)速度而不是輸出信號(hào)的速度，輸出信號(hào)的速度與程序有關(guān)（芯片內(nèi)部在I/O口 的輸出部分安排了多個(gè)響應(yīng)速度不同的輸出驅(qū)動(dòng)電路，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路）。通過(guò)選擇速度來(lái)選擇不同的輸出驅(qū)動(dòng)模塊，達(dá)到最佳的噪聲 控制和降低功耗的目的。高頻的驅(qū)動(dòng)電路，噪聲也高，當(dāng)不需要高的輸出頻率時(shí)，請(qǐng)選用低頻驅(qū)動(dòng)電路，這樣非常有利于提高系統(tǒng)的EMI性能。當(dāng)然如果要輸出較高頻率的信號(hào)，但卻選用了較低頻率的驅(qū)動(dòng)模塊，很可能會(huì)得到失真的輸出信號(hào)。

　　關(guān)鍵是GPIO的引腳速度跟應(yīng)用匹配（推薦10倍以上？）。

　　比如：

　　1.1.1 對(duì)于串口，假如最大波特率只需115.2k，那么用2M的GPIO的引腳速度就夠了，既省電也噪聲小。

　　1.1.2 對(duì)于I2C接口，假如使用400k波特率，若想把余量留大些，那么用2M的GPIO的引腳速度或許不夠，這時(shí)可以選用10M的GPIO引腳速度。

　　1.1.3 對(duì)于SPI接口，假如使用18M或9M波特率，用10M的GPIO的引腳速度顯然不夠了，需要選用50M的GPIO的引腳速度。

　　1.2 GPIO口設(shè)為輸入時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電路與端口是斷開(kāi)，所以輸出速度配置無(wú)意義。

　　1.3 在復(fù)位期間和剛復(fù)位后，復(fù)用功能未開(kāi)啟，I/O端口被配置成浮空輸入模式。

　　1.4 所有端口都有外部中斷能力。為了使用外部中斷線，端口必須配置成輸入模式。

　　1.5 GPIO口的配置具有上鎖功能，當(dāng)配置好GPIO口后，可以通過(guò)程序鎖住配置組合，直到下次芯片復(fù)位才能解鎖。

　　2、推挽輸出與開(kāi)漏輸出的區(qū)別

　　推挽輸出：可以輸出高，低電平，連接數(shù)字器件;開(kāi)漏輸出：輸出端相當(dāng)于三極管的集電極。 要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行。 適合于做電流型的驅(qū)動(dòng)，其吸收電流的能力相對(duì)強(qiáng)（一般20ma以?xún)?nèi)）。

　　推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個(gè)三極管分別受兩互補(bǔ)信號(hào)的控制，總是在一個(gè)三極管導(dǎo)通的時(shí)候另一個(gè)截止。

　　要實(shí)現(xiàn) 線與 需要用OC（open collector）門(mén)電路。是兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET，以推挽方式存在于電路中，各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù)，電路工作時(shí)，兩只對(duì)稱(chēng)的功率開(kāi)關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小，效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流，也可以從負(fù)載抽取電流

　　當(dāng)端口配置為輸出時(shí)：

　　開(kāi)漏模式：輸出 0 時(shí)，N-MOS 導(dǎo)通，P-MOS 不被激活，輸出0。

　　輸出 1 時(shí)，N-MOS 高阻， P-MOS 不被激活，輸出1（需要外部上拉電路）；此模式可以把端口作為雙向IO使用。

　　推挽模式：輸出 0 時(shí)，N-MOS 導(dǎo)通，P-MOS 高阻 ，輸出0。

　　輸出 1 時(shí)，N-MOS 高阻，P-MOS 導(dǎo)通，輸出1（不需要外部上拉電路）。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)開(kāi)漏是0的時(shí)候接GND 1的時(shí)候浮空 推挽是0的時(shí)候接GND 1的時(shí)候接VCC

　　3、在STM32中選用IO模式

　　（1） 浮空輸入_IN_FLOATING ——浮空輸入，可以做KEY識(shí)別，RX1

　　（2）帶上拉輸入_IPU——IO內(nèi)部上拉電阻輸入

　　（3）帶下拉輸入_IPD—— IO內(nèi)部下拉電阻輸入

　　（4）模擬輸入_AIN ——應(yīng)用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電

　　（5）開(kāi)漏輸出_OUT_OD ——IO輸出0接GND，IO輸出1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實(shí)現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時(shí)，IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平，但由于是開(kāi)漏輸出模式，這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔?。可以讀IO輸入電平變化，實(shí)現(xiàn)C51的IO雙向功能

　　（6）推挽輸出_OUT_PP ——IO輸出0-接GND， IO輸出1 -接VCC，讀輸入值是未知的

　　（7）復(fù)用功能的推挽輸出_AF_PP ——片內(nèi)外設(shè)功能（I2C的SCL，SDA）

　　（8）復(fù)用功能的開(kāi)漏輸出_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能（TX1，MOSI，MISO.SCK.SS）

　　GPIO口和UART的區(qū)別

　　GPIO通用端口，UART串口，I2C，SPI 他們就是時(shí)序不同，CPU和外擴(kuò)的芯片進(jìn)行通信，領(lǐng)會(huì)它們的通信時(shí)序就OK，呵呵

　　General Purpose Input Output （通用輸入/輸出）簡(jiǎn)稱(chēng)為GPIO，或總線擴(kuò)展器，利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I2C、SMBus?或SPI?接口簡(jiǎn)化了I/O口的擴(kuò)展。當(dāng)微控制器或芯片組沒(méi)有足夠的I/O端口，或當(dāng)系統(tǒng)需要采用遠(yuǎn)端串行通信或控制時(shí)，GPIO產(chǎn)品能夠提供額外的控制和監(jiān)視功能。

　　UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步接收/發(fā)送裝置

　　I2C（Inter－Integrated Circuit）總線是由PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。是微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡(jiǎn)單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。

　　SPI：高速同步串行口。是一種標(biāo)準(zhǔn)的四線同步雙向串行總線。

　　SPI，是英語(yǔ)Serial Peripheral interface的縮寫(xiě)，顧名思義就是串行外圍設(shè)備接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的。SPI接口主要應(yīng)用在 EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號(hào)處理器和數(shù)字信號(hào)解碼器之間。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，現(xiàn)在越來(lái)越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如AT91RM9200.