本文章是笔者整理的备忘笔记。希望在帮助自己温习避免遗忘的同时，也能帮助其他需要参考的朋友。如有谬误，欢迎大家进行指正。
一、基本分类
IO口分为GPIO（通用输入输出端口）口和专用IO口。其中，GPIO口具有高度的灵活性，可以根据需要配置为不同的工作模式。
二、GPIO的工作模式
1. 浮空输入（Floating Input）
特点：IO口处于高阻态，电平状态不确定，可能是0V、VCC或介于两者之间的某个值。
应用：通常用于按键检测、外部中断信号检测，外部传感器信号输入（产生数字信号的传感器），RX（接收）等，以减少上下拉电阻对结果的影响。
2. 带上拉输入（Pull-up Input）
特点：通过一个上拉电阻将IO口电位拉高至VCC，确保未按下按键或未连接外部设备时，IO口电平为高。
应用：用于提高芯片的抗干扰能力，以及当MCU的IO口作为输入时，确保按键未按下时IO输入电平的状态确定。
3. 带下拉输入（Pull-down Input）
特点：通过一个下拉电阻将IO口电位拉低至GND，确保外部设备未连接或信号未触发时，IO口电平为低。
应用：与带上拉输入相似，但用于需要低电平触发的场景。
4. 模拟输入（Analog Input）
特点：IO口直接接收模拟信号，并将其传递给MCU的AD模块进行模数转换。
应用：用于读取传感器等模拟信号源的数据。
5. 开漏输出（Open-Drain Output）
特点：IO口只能输出低电平或高阻态，无法主动输出高电平。需要外接上拉电阻才能输出高电平。
应用：通常用于多个开关共享同一信号线的场景，如I2C通信总线。
6. 推挽输出（Push-Pull Output）
特点：IO口可以输出高电平或低电平，具有较强的驱动能力。
应用：用于驱动LED灯、继电器等需要大电流的设备。
7. 开漏复用输出（Alternate Function Open-Drain Output）
特点：在开漏输出的基础上，支持功能复用。即同一个IO口可以配置为通用输入输出端口，也可以配置为其他特殊功能端口（如串口、SPI接口等）。
应用：用于需要同时支持多种功能复用的场景。
8. 推挽复用输出（Alternate Function Push-Pull Output）
特点：在推挽输出的基础上，同样支持功能复用。
应用：与开漏复用输出相似，但用于需要推挽输出特性的功能复用场景。
三、IO口的电气特性
1. 驱动能力
IO口的驱动能力有限，具体表现为在输出高电平或低电平时能提供的最大电流。不同MCU的IO口驱动能力可能不同，这取决于内部电路设计和制造工艺。
2. 电平适应性
为了适应不同外设的电平要求，IO口可能需要进行电平转换或提供上拉/下拉电阻。例如，某些外设可能需要5V的电平信号，而MCU的IO口可能只能提供3.3V的电平信号，此时就需要通过电平转换电路来实现信号的匹配。
3. 电气隔离
IO口通常具有一定的电气隔离能力，以防止外部电路的电气干扰对MCU内部电路造成影响。
4. 静电保护
IO口还需具备静电保护能力，以防止静电放电（ESD）对MCU造成损害。
四、IO口的功能复用
许多MCU的IO口支持功能复用，即一个IO口可以根据需要配置为不同的功能。这种功能复用特性使得MCU在设计和应用上更加灵活和方便。例如，某个IO口既可以作为普通的数据输入输出端口，也可以配置为定时器的输出端口、串行通信的发送/接收端口等。
五、IO口的中断功能
部分IO口支持中断功能，当外部信号发生变化时能够触发中断请求，从而允许MCU及时处理外部事件。这种机制可以大大提高MCU的响应速度和效率。对于不支持中断的IO口，通常需要通过软件轮询的方式检测其状态变化。
综上所述，MCU的IO口具有多种模式和功能特性，使得MCU能够与外界进行灵活的信息交互和控制。在实际应用中，需要根据具体的应用场景和需求来选择合适的IO口配置和使用方式。
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