[DAY 7] _GPIO口的八种模式

接续昨天说完暂存器的看法，再来讲一下GPIO口的八种模式，两大类分成输出跟输入细分有以下8种

1.开漏输出 (Output open-drain)

2.推挽输出 (Output push-pull)

3.复用开漏输出(Alternate function open-drain)

4.复用推挽输出(Alternate function push-pull)

5.类比输入 (Input Analog)

6.浮空输入 (Input floating)

7.下拉输入 (Input pull-down)

8.上拉输入 (Input pull-up)

刚学嵌入式的新手，这些观念必须要搞清楚，最常接触的就是推挽输出跟开漏输出。

1.开漏输出(Output open-drain)

Open，输出是开路的，所以使用的话就要加上拉电阻，主要的结构NMOS或NPN的BJT，STM的内部是用MOSFET，Drain为输出，这输出模式主要用来做电位的转换，IO口的电位是由外部的上拉电组VCC来做决定的(5Vor3.3V)，下面这张图为开漏输出的图：

可以看到这张Reference manual里面的图，我红框起来的PMOS，使用开漏输出的话只会用到下面的NMOS，注意这边NMOS跟PMOS的Gate脚是分开的前面接了一个 Output control(输出控制)，开漏只会用下面的MOS，推挽的话两个Gate脚会接在一起。
先提一下上拉电阻的问题，电阻值不是随便决定的後面会在教学怎麽去算上拉电阻，这跟拉LOW拉HIGH的速度有关，这速度不管的话很多Snesor会抓取不到正确的数位数值，这在I2C有很重要的地位。

2.推挽输出(Output push-pull)

如字面上的意思，推跟拉的输出，MCU内的推挽输出的结构是利用CMOS(互补式金属氧化物半导体)，输出上端PMOS下端为NNOS，那怎麽做到推拉?

可以看到我红框的部分，可以当作PMOS跟NMOS的Gate脚是接在一起的，他的预作原理当输出控制给VDD时PMOS不导通NMOS是导通这样输出会接地拉电流，想反的输出控制给GND时PMOS导通NMOS不导通，输出会接VDD灌电流到输出类似於推的动作。其实这工作就是CMOS的反向器，这样可以做很快速的切换。

3和4复用功能

简单来说，在STM有些IO口有对应的功能来开启，我前几天说的脚位定义那里都有清楚的表示，例如UART、I2C、SPI、ADC，就根据你要开启的硬体上的功能来复用。

5.类比输入(Input Analog)

这没甚麽好解释的，MCU内部有ADC开启类比输入模式来读取类比值转换成数位值。

6.浮空输入(Input floating)

通常用作按键的状态检测，可以看到我DAY2的电路图，Reset的部分按钮并联个电容在上拉个电阻，没按下的状态是上拉3.3V，按下时是GND，这样电路也可以应用在浮空输入，至於最後的上拉跟下拉输入意思也一样，看你是要用内部的上下拉还是外部的，就自己决定瞜~

今天大致是这样，明天我来分享如何用标准库来开发吧，我还是先以STM32F103这颗常见的MCU来做解释好了。