#define GPIO_MODE_INPUT 0x00000000U /*!< Input Floating Mode */
#define GPIO_MODE_OUTPUT_PP 0x00000001U /*!< Output Push Pull Mode */
#define GPIO_MODE_OUTPUT_OD 0x00000011U /*!< Output Open Drain Mode */
#define GPIO_MODE_AF_PP 0x00000002U /*!< Alternate Function Push Pull Mode */
#define GPIO_MODE_AF_OD 0x00000012U /*!< Alternate Function Open Drain Mode */
#define GPIO_MODE_ANALOG 0x00000003U /*!< Analog Mode */
#define GPIO_MODE_IT_RISING 0x10110000U /*!< External Interrupt Mode with Rising edge trigger detection */
#define GPIO_MODE_IT_FALLING 0x10210000U /*!< External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection */
#define GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING 0x10310000U /*!< External Interrupt Mode with Rising/Falling edge trigger detection */
#define GPIO_MODE_EVT_RISING 0x10120000U /*!< External Event Mode with Rising edge trigger detection */
#define GPIO_MODE_EVT_FALLING 0x10220000U /*!< External Event Mode with Falling edge trigger detection */
#define GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING 0x10320000U /*!< External Event Mode with Rising/Falling edge trigger detection */这些 GPIO_MODE_XXX 宏定义是 STM32 HAL 库中用于配置 GPIO 引脚工作模式的常量。
理解它们的关键在于：引脚的功能需求 + 电气特性 + 是否需要中断/事件触发。
下面我将逐一解释每种模式的含义、适用场景以及选择建议，并附上典型应用示例。
🔧 一、基本输入/输出模式（无中断）
- GPIO_MODE_INPUT ------ 浮空输入（Floating Input）
- 电气特性：引脚内部既不上拉也不下拉，高阻态。
- 用途：
- 接外部信号源（如按键已外接上拉电阻）
- 接数字传感器输出（如某些模块自带上拉）
- ⚠️ 注意：若无外部上拉/下拉，引脚电平"悬空"，读取结果不确定！
- ✅ 何时用：外部电路已提供确定电平（如开关接地+外接上拉）。
📌 示例：按键一端接 GND，另一端接 GPIO，外部有 10kΩ 上拉 → 用此模式。
- GPIO_MODE_OUTPUT_PP ------ 推挽输出（Push-Pull Output）
- 电气特性：
- 输出高电平时，内部 MOS 管导通到 VDD（≈3.3V）
- 输出低电平时，导通到 GND（≈0V）
- 驱动能力强，可直接驱动 LED、继电器等。
- 用途：
- 控制 LED、蜂鸣器、数码管
- 与 TTL/CMOS 逻辑电平设备通信（如另一个 MCU）
- ✅ 何时用：需要主动输出高/低电平，且负载电流在芯片允许范围内（通常 ≤25mA/引脚）。
📌 示例：LED 阳极接 3.3V，阴极接 GPIO → GPIO 输出低点亮 → 用 PP 模式。
- GPIO_MODE_OUTPUT_OD ------ 开漏输出（Open-Drain Output）
- 电气特性：
- 只能主动拉低（输出 0），不能主动输出高（需外部上拉电阻）
- 输出高时为高阻态，靠外部上拉电阻拉至高电平
- 优势：
- 支持"线与"逻辑（多个开漏引脚可并联）
- 可兼容不同电压系统（如 3.3V MCU 控制 5V 设备）
- 用途：
- I²C 总线（SCL/SDA 必须开漏 + 上拉）
- 多设备共享信号线（如中断请求线）
- ✅ 何时用：需要电平兼容、总线结构、或"任意设备可拉低"的场景。
📌 示例：I²C 引脚必须配置为 OD + 外部 4.7kΩ 上拉到 VCC。
- GPIO_MODE_ANALOG ------ 模拟输入模式
- 电气特性：关闭数字输入缓冲器，连接到 ADC 或 DAC。
- 用途：
- 连接模拟信号（如温度传感器、电位器）
- 使用 ADC 采集电压
- 使用 DAC 输出模拟电压（部分引脚支持）
- ✅ 何时用：引脚用于 ADC/DAC 功能时必须设为此模式！
⚠️ 若用于 ADC 但未设为 ANALOG，可能引入噪声或功耗增加。
⚙️ 二、复用功能模式（Alternate Function, AF）
STM32 的很多外设（USART、SPI、I2C、TIM 等）可复用到特定 GPIO 引脚。
- GPIO_MODE_AF_PP ------ 复用推挽输出
- 用途：
- USART_TX（需要主动驱动高低电平）
- SPI_SCK / SPI_MOSI
- TIM_CHx（PWM 输出）
- ✅ 何时用：外设需要强驱动能力输出信号时。
📌 示例：USART 发送引脚（TX）→ AF_PP
- GPIO_MODE_AF_OD ------ 复用开漏输出
- 用途：
- I²C 的 SCL/SDA（标准要求开漏）
- CAN_TX（某些情况下）
- ✅ 何时用：外设协议要求开漏结构（主要是 I²C）。
📌 示例：I2C1_SCL → AF_OD + 外部上拉
💡 注意：使用 AF 模式时，还需调用 HAL_GPIO_Init() 设置 Alternate 字段（如 GPIO_AF4_I2C1）。
⚡ 三、外部中断/事件模式（EXTI 相关）
这些模式会自动将 GPIO 映射到 EXTI 线，并配置触发方式。
7~9. 中断模式（Interrupt）
- GPIO_MODE_IT_RISING：上升沿触发中断
- GPIO_MODE_IT_FALLING：下降沿触发中断
- GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING：双边沿触发
✅ 何时用：需要在引脚电平变化时唤醒 CPU 或执行 ISR
📌 典型应用：按键检测、外部传感器触发、编码器脉冲计数
⚠️ 注意：
- 内部自动启用上拉/下拉？不会！ 仍需手动配置 Pull（如 GPIO_PULLUP）
- 实际是配置了 EXTI + NVIC，ISR 函数如 EXTI0_IRQHandler()
10~12. 事件模式（Event）
- GPIO_MODE_EVT_XXX：类似中断，但不触发 CPU 中断，而是产生一个"事件脉冲"
- 用途：
- 触发 DMA 请求
- 触发其他外设动作（如启动 ADC 转换）
- 低功耗唤醒（但不进 ISR）
- ✅ 何时用：需要硬件自动响应，无需软件干预
📌 示例：外部信号到来 → 自动触发 ADC 采样（通过 EXTI → ADC start）
✅ 选择指南：一张表快速决策
应用场景 推荐模式 补充说明
按键（外接上拉） GPIO_MODE_INPUT + PULLUP 或直接用 IT_FALLING
按键（需中断） GPIO_MODE_IT_FALLING 内部可配上下拉
控制 LED GPIO_MODE_OUTPUT_PP 电流别超限
I²C 通信 GPIO_MODE_AF_OD 必须外接上拉电阻
USART_TX GPIO_MODE_AF_PP
ADC 采样 GPIO_MODE_ANALOG 必须！
PWM 输出 GPIO_MODE_AF_PP 如 TIM_CH1
多设备共享中断线 GPIO_MODE_OUTPUT_OD "线与"结构
外部触发 ADC GPIO_MODE_EVT_RISING 硬件自动启动
🔍 补充说明
-
上拉/下拉配置是独立的
无论哪种模式（除 ANALOG），都可通过 GPIO_InitStruct.Pull 设置：
- GPIO_NOPULL
- GPIO_PULLUP
- GPIO_PULLDOWN
-
速度（Speed）设置影响驱动能力
输出模式下，可选 2MHz / 50MHz / 100MHz，高速用于高频信号（如 SPI）。
-
不要混淆"事件"和"中断"
- 中断 → CPU 执行 ISR
- 事件 → 硬件信号脉冲，用于触发其他外设
总结
- 输入：用 INPUT（注意悬空问题）
- 输出：一般用 PP，总线/电平兼容用 OD
- 外设：查手册选 AF_PP 或 AF_OD
- ADC：必须 ANALOG
- 按键/触发：用 IT_xxx 模式最方便
- 自动触发硬件：考虑 EVT_xxx