1 GPIO 四种输出
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推挽：Push-Pull
- 推 - Push ，向外推电流
- 挽 - Pull , 从外边向里面拉电流
- 推挽是交替导通的
1.1 通用推挽输出
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电路原理：
内部由两个 MOS 管 （上管 PMOS, 下管 NMOS）。
- 输出高电平（1）：PMOS管导通，NMOS管截止。电流从 VCC 流出，向负载推电流。
- 输出低电平（0）：PMOS管截止，NMOS管导通。电流流入GND，从负载挽电流。
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特点：
- 输出高低电平的驱动能力都很强。
- 开关速度快。
- 不需要外部上拉电阻。
1.2 通用开漏输出
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电路原理： 内部只有下管 NMOS 工作，上管 PMOS 处于断开（或不存在）状态。
- 输出低电平 (0)：NMOS 导通，引脚直接接地，强力拉低。
- 输出高电平 (1)：NMOS 截止，引脚处于高阻态 (High Impedance, Hi-Z)，相当于断路（悬空）。
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特点：
- 必须外接上拉电阻才能输出高电平。
- 适合“线与”逻辑（多个设备连接在同一根线上，只要有一个拉低，总线就是低）
- 适合电平转换（如3.3v的MCU控制5V的外设）。
1.3 复用推挽输出
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原理：
电路结构和“通用推挽”完全相同，区别在于控制源。
- 通用：引脚的高低电平由CPU与寄存器（ODR）控制。
- 复用：引脚的高低电平由片上外设（如 UART 发送数据、PWM波形控制器、SPI）自动控制。
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特点：
将引脚控制权交给片内硬件外设，保持推挽的强驱动能力。
1.4 复用开漏输出
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原理：
电路结构与“通用开漏”完全相同。控制源由片上外设接管。
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特点：
既利用外设的自动控制，又保留开漏输出的“线与”特性。
2 输出速率
在配置GPIO时，通常需要选择速度。
这里的速率不是指的是CPU处理速度，而是 引脚电平翻转响应速度，即电平从0变成1需要的时间陡峭程度。
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低俗：电平翻转边缘平缓
- 优点：功耗低，电磁干扰（EMI）小，信号过冲和振铃小。
- 缺点：无法传输高频信号。
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高速、超高速：电平翻转非常陡峭。
- 优点：能承载高频通信（如50MHZ 以上的 SPI）。
- 缺点：功耗高，产生较大的噪声干扰，如果走线不好容易产生信号反射和振铃。
原则：够用就行，宁低勿高。
举例：通过引脚驱动LED，选2MHZ就足够了，如果选择最高，LED效果一样吗，但是电路板会向外发射更多高频信号干扰其它电路。
3 GPIO 四种输入
3.1 浮空输入
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电路原理：
GPIO引脚的信号直接进入内部的施密特触发器，内部上拉电阻和下拉电阻全部断开。
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特点：
- 高阻态：引脚对内呈现极大的电阻，几乎不消耗电流。
- 完全由外部决定：引脚的电平完全取决于外部电路。
- 不确定性：如果外部悬空（什么都不接），读到的电平是随机的。
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适用场景：
- 外部电路已经有明确的强驱动能力，（例如对方是一个推挽输出芯片）。
- 外部电路已经自带了上拉或者下拉电阻。
- 通信协议（如I2C）的数据线，如果外部已接了上拉电阻，MCU可以配置为浮空。
3.2 上拉输入
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电路原理：
内部开启了一个连接到 VCC 的上拉电阻。
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特点：
- 默认高电平：当外部引脚悬空或无输入时，引脚被电阻拉到高电平。
- 抗干扰：防止引脚悬空时受到噪声干扰而误操作。
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适用场景：
- 按键检测（低电平有效）：按键一段接GPIO，另一端接GND。平时读到1，按下后电路接地导通，读到0。
- 没有接外部上拉电阻的开漏输出设备。
3.3 下拉输入
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电路原理：
内部开启一个连接到GND的下拉电阻。
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特点：
默认低电平：当外部引脚悬空或无输入时，引脚被电阻拉到低电平（逻辑0）。
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适用场景：
- 按键检测（高电平有效）：按键一端接GPIO，另一端接VCC。平时读到0，按下后读到1。
- 防止引脚在系统重启瞬间出现意外的高电平脉冲。
3.4 模拟输入
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电路原理：
施密特触发器被关闭（断开数字逻辑路径），内部上下拉电阻也断开。引脚信号直接通过模拟通道传输给片上的ADC模块。
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特点：
- 不再是 0 或 1：CPU无法通过 GPIO 寄存器读取该引脚的逻辑电平。
- 纯净电压：目的是为了测量具体的电压值。
- 省电：因为关闭了数字输入电路，当引脚电压在阈值附件波动时，不会引起数字电路的翻转功耗。
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适用场景：
- ADC采集：连接传感器读取模拟量（温度、光照、电压等）。
- DAC输出：当适用DAC输出电压时，引脚也需设为模拟模式。
- 低功耗模式：如果引脚暂时不用，设置模拟输入是最省电的配置。
