一、GPIO 结构图
保护二极管：IO引脚上下两边两个二极管用于防止引脚外部过高、过低的电压输入，使得输入信号电压通常在 GND <= VIN <= VSS 范围内 **。**当VIN >= VDD时，上方的二极管导通；当VIN <= VSS时，下方的二极管导通，防止不正常电压引入芯片导致芯片烧毁。
二、GPIO 的八种工作方式
1.输出模式
（1）推挽输出：GPIO_Mode_Out_PP
Push Pull，缩写PP。在这种模式下，高低电平均有较强的驱动能力，所以推挽输出模式也可以叫强推输出模式。STM32对IO口具有绝对的控制权，高低电平都由STM32决定。
数据寄存器为1时，P-MOS导通，N-MOS断开，输出直接接到VDD，即输出高电平。
数据寄存器为O时，P-MOS断开，N-MOS导通，输出直接接到VSS，即输出低电平。
常用于控制 LED、继电器等需要稳定输出电平的场合。
（2）开漏输出：GPIO_Mode_Out_OD
Open Drain，缩写OD。在开漏输出模式下，P-MOS是无效的，只有N-MOS在工作。在这种模式下，只有低电平有驱动能力，高电平没有驱动能力。
数据寄存器为1时，下管断开，这时输出相当于断开，也就是高阻模式。
数据寄存器为0时，下管导通，输输出直接接到VSS,，也就是输出低电平。
这种模式常用于I²C 总线通信以及多设备共享同一信号线的场合。
（3）复用推挽输出：GPIO_Mode_AF_PP
GPIO 引脚配置为复用功能，并以开漏模式工作。适用于外设如 UART、SPI 等需要强驱动的场合。
（4）复用开漏输出：GPIO_Mode_AF_OD
GPIO 引脚配置为复用功能，并以开漏模式工作。适用于外部需要上拉电阻等场合。
2.输入模式
（1）上拉输入：GPIO_Mode_IPU
Input Pull-Up，缩写IPU。通过内部上拉电阻将默认状态拉为高电平。
（2）下拉输入：GPIO_Mode_IPD
Input Pull-Down，缩写IPD。通过内部下拉电阻将默认状态拉为低电平，
（3）浮空输入：GPIO_Mode_IN_FLOATING
引脚对外界完全开放，易受干扰，数据输入端没有明确默认状态（高电平或低电平）的场合
（4）模拟输入：GPIO_Mode_AIN
Analog Input，缩写AIN。用于模拟信号采集。