STM32 GPIO 配置与低功耗模式
主要描述STM32的gpio相关的介绍、低功耗模式下的Gpio设置等
参考AN4899
文档术语与介绍
Iikg： 漏电流
Iing：灌电流
STM32 GPIO的主要特性
- 输出状态：推挽输出（上拉、下拉）、开漏输出（上拉、下拉）
- 输入状态：浮空输入、上拉输入、下拉输入、模拟输入
STM32 GPIO模式介绍：
输入模式介绍
当作为输入模式的时候，有三种模式可以选择：
输入上拉：设置上拉输入，固定电平为高，防止输入信号浮空；
输入下拉：设置下拉输入，固定电平为低，防止输入信号浮空；
浮空输入：信号电平根据外部信号决定，当外部无信号的时候，内部施密特触发器会有外部噪声，增加功耗。
当作为输入时，IO的一些特性：
- 输出模式被禁用
- 施密特触发器被开启
- 上拉下拉电阻可控
- 每个AHB时钟周期，会把电平填充到输入数据寄存器（IDR）。
输出模式介绍
当作为输出模式的时候，有两种方式可以选择：
- 推挽输出：推挽输出实际是两个MOS管驱动，一个PMOS、一个NMos
- 当输出高电平的时候，打开Pmos，IO连接到Vdd
- 当输出低电平的时候，打开Nmos，IO连接到Gnd
- 开漏输出：开漏输出不需要Pmos，但是需要一个上拉电阻。当需要高电平的时候，必须关闭Nmos，靠上拉电阻拉高。可以是内部的上拉电阻，内部电阻阻值40k欧（具体请参考手册）
当作为输出时，IO的一些特性：
- 输入的施密特触发器是打开的，可以读取输出的电平
模拟模式介绍
当I/O被设置为模拟的时候：
- 输出Buffer被禁止；
- 施密特触发器被禁止，施密特触发器被强制设置一个电平（0）；
- 上拉电阻与下拉电阻被禁用；
- 读取输入寄存器会为0；
GPIO的电流消耗：
有两种I/O电流消耗：
静态电流消耗：主要是外部上拉电阻或者负载造成，当内部为下拉输入、外部有上拉电阻；内部为输出，外部下拉电阻，都会有漏电流。
动态电流损耗：主要是IO内部损耗，此处不再介绍，请参考手册对应章节
GPIO软件电流优化：
- 配置GPIO为模拟输入：如果不用的I/O都设置为模拟输入，降低损耗。
- 合适的GPIO速度
- 不用的GPIO，禁用此GPIO的时钟。
- 当进入低功耗模式的时候，一定要吧IO固定一个电平。
- 如果IO外部连接了驱动，需要IO设置为推挽输出或者上拉/下拉