1. 技术文章
  2. STM32的CAN开发注意事项整理收集

STM32的CAN开发注意事项整理收集

由 半世苍凉 提交于 2020-08-15 02:53:42

一、STM32的bxCAN控制器

bxCAN是基本扩展CAN(Basic Extended CAN)的缩写，它支持CAN协议2.0A和2.0B。它的设计目标是，以最小的CPU负荷来高效处理大量收到的报文。它也支持报文发送的优先级要求（优先级特性可软件配置）。对于安全紧要的应用， bxCAN提供所有支持时间触发通信模式所需的硬件功能。

STM32至少配备一个bxCAN控制器，它具有如下几个特点：

*  支持CAN协议2.0A和2.0B主动模式
*  波特率最高可达1Mbps
*  支持时间触发通信功能
*  11位的标准帧格式和29位的扩展帧格式的接收和发送
发送
*  3个发送邮箱
*  发送报文的优先级特性可软件配置
*  记录发送SOF时刻的时间戳






接收
*  3级深度的2个接收FIFO，每个FIFO都可以放3个完整报文，它们由硬件管理
*  14个位宽可变的过滤器组－由整个CAN共享
*  标识符列表
*  FIFO溢出处理方式可配置
*  记录接收SOF时刻的时间戳
可支持时间触发通信模式
*  禁止自动重传模式
*  16位自由运行定时器
*  定时器分辨率可配置
*  可在最后2个数据字节发送时间戳









管理
*  中断可屏蔽
*  邮箱占用单独1块地址空间，便于提高软件效率

二、CAN通信实验过程

CAN通信实验流程图

2.1 功能描述

2.1.1 发送处理

发送报文的流程为：应用程序选择1个空发送邮箱；设置标识符，数据长度和待发送数据；然后对CAN_TIxR寄存器的TXRQ位置1， 来请求发送。 TXRQ位置1后， 邮箱就不再是空邮箱；而一旦邮箱不再为空，软件对邮箱寄存器就不再有写的权限。 TXRQ位置1后，邮箱马上进入挂号状态，并等待成为最高优先级的邮箱，参见发送优先级。一旦邮箱成为最高优先级的邮箱，其状态就变为预定发送状态。一旦CAN总线进入空闲状态，预定发送邮箱中的报文就马上被发送（进入发送状态）。一旦邮箱中的报文被成功发送后，它马上变为空邮箱；硬件相应地对CAN_TSR寄存器的RQCP和TXOK位置1，来表明一次成功发送。

如果发送失败，由于仲裁引起的就对CAN_TSR寄存器的ALST位置1，由于发送错误引起的就对TERR位置1。

邮箱发送状态图

2.1.2 时间触发通信模式

在该模式下， CAN硬件的内部定时器被激活，并且被用于产生时间戳，分别存储在CAN_RDTxR/CAN_TDTxR寄存器中。内部定时器在接收和发送的帧起始位的采样点位置被采样，并生成时间戳。

2.1.3 接收管理

接收到的报文，被存储在3级邮箱深度的FIFO中。 FIFO完全由硬件来管理，从而节省了CPU的处理负荷，简化了软件并保证了数据的一致性。应用程序只能通过读取FIFO输出邮箱，来读取FIFO中最先收到的报文。

有效报文

根据CAN协议， 当报文被正确接收（直到EOF域的最后1位都没有错误）， 且通过了标识符过滤，那么该报文被认为是有效报文。

FIFO的管理

FIFO从空状态开始，在接收到第1个有效的报文后， FIFO状态变为挂号_1（ pending_1），硬件相应地把FMP[1:0]设置为01（二进制01b）。软件可以读取FIFO输出邮箱来读出邮箱中的报文，然后通过对CRFR寄存器的RFOM位设置1来释放邮箱，这样FIFO又变为空状态了。

如果在释放邮箱的同时，又收到了1个有效的报文，那么FIFO仍然保留在挂号_1状态，软件可以读取FIFO输出邮箱来读出新收到的报文。

如 果 应 用 程 序 不 释 放 邮 箱 ， 在 接 收 到 下 1 个 有 效 的 报 文 后 ， FIFO 状 态 变 为 挂 号 _2（ pending_2），硬件相应地把FMP[1:0]设置为10（二进制10b）。重复上面的过程，第3个有效的报文把FIFO变为挂号_3状态（ FMP[1:0]＝11b）。此时，软件必须对RFOM位设置1来释放邮箱，以便FIFO可以有空间来存放下1个有效的报文；否则，下1个有效的报文到来时就会导致1个报文的丢失。

FIFO接收状态

溢出

当FIFO处于挂号_3状态（即FIFO的3个邮箱都是满的），下1个有效的报文就会导致溢出，并且1个报文会丢失。此时，硬件对CAN_RFxR寄存器的FOVR位进行置1来表明溢出情况。至于哪个报文会被丢弃，取决于对FIFO的设置：

* 如果禁用了FIFO锁定功能（ CAN_MCR寄存器的RFLM位被清0），那么FIFO中最后收到的报文就被新报文所覆盖。这样，最新收到的报文不会被丢弃掉。

* 如果启用了FIFO锁定功能（ CAN_MCR寄存器的RFLM位被置1），那么新收到的报文就被丢弃，软件可以读到FIFO中最早收到的3个报文。

接收相关的中断

一旦往FIFO存入1个报文，硬件就会更新FMP[1:0]位，并且如果CAN_IER寄存器的FMPIE位为1，那么就会产生一个中断请求。

当FIFO变满时（即第3个报文被存入）， CAN_RFxR寄存器的FULL位就被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FFIE位为1，那么就会产生一个满中断请求。

在溢出的情况下， FOVR位被置1，并且如果CAN_IER寄存器的FOVIE位为1，那么就会产生一个溢出中断请求。

2.2 bxCAN通信工作模式

bxCAN有3个主要的工作模式： 初始化、正常和睡眠模式。在硬件复位后， bxCAN工作在睡眠模式以节省电能，同时CANTX引脚的内部上拉电阻被激活。软件通过对CAN_MCR寄存器的INRQ或SLEEP位置’1’，可以请求bxCAN进入初始化或睡眠模式。一旦进入了初始化或睡眠模式，bxCAN就对CAN_MSR寄存器的INAK或SLAK位置’1’来进行确认，同时内部上拉电阻被禁用。当INAK和SLAK位都为’0’时，bxCAN就处于正常模式。在进入正常模式前，bxCAN必须跟CAN总线取得同步；为取得同步，bxCAN要等待CAN总线达到空闲状态，即在CANRX引脚上监测到11个连续的隐性位。以下只做三种模式介绍，具体请参考STM32中文参考手册。

2.2.1 初始化模式

软件初始化应该在硬件处于初始化模式时进行。设置CAN_MCR寄存器的INRQ位为’1’，请求bxCAN进入初始化模式，然后等待硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’来进行确认。清除CAN_MCR寄存器的INRQ位为’0’，请求bxCAN退出初始化模式，当硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位清’0’就确认了初始化模式的退出。

当bxCAN处于初始化模式时，禁止报文的接收和发送，并且CANTX引脚输出隐性位(高电平)。初始化模式的进入，不会改变配置寄存器。软件对bxCAN的初始化，至少包括位时间特性(CAN_BTR)和控制(CAN_MCR)这2个寄存器。

在对bxCAN的过滤器组(模式、位宽、FIFO关联、激活和过滤器值)进行初始化前，软件要对CAN_FMR寄存器的FINIT位设置’1’。对过滤器的初始化可以在非初始化模式下进行。

注： 当FINIT=1时，报文的接收被禁止。可以先对过滤器激活位清’0’(在CAN_FA1R中)，然后修改相应过滤器的值。如果过滤器组没有使用，那么就应该让它处于非激活状态(保持其FACT位为清’0’状态)。

2.2.2 正常模式

在初始化完成后，软件应该让硬件进入正常模式，以便正常接收和发送报文。软件可以通过对CAN_MCR寄存器的INRQ位清’0’，来请求从初始化模式进入正常模式，然后要等待硬件对CAN_MSR寄存器的INAK位置’1’的确认。在跟CAN总线取得同步，即在CANRX引脚上监测到11个连续的隐性位(等效于总线空闲)后， bxCAN才能正常接收和发送报文。

不需要在初始化模式下进行过滤器初值的设置，但必须在它处在非激活状态下完成(相应的FACT位为0)。而过滤器的位宽和模式的设置，则必须在初始化模式中进入正常模式前完成。

2.2.3 环回模式

通过对CAN_BTR寄存器的LBKM位置’1’，来选择环回模式。在环回模式下， bxCAN把发送的报文当作接收的报文并保存(如果可以通过接收过滤)在接收邮箱里。环回模式可用于自测试。为了避免外部的影响，在环回模式下CAN内核忽略确认错误(在数据/远程帧的确认位时刻，不检测是否有显性位)。在环回模式下， bxCAN在内部把Tx输出回馈到Rx输入上，而完全忽略CANRX引脚的实际状态。发送的报文可以在CANTX引脚上检测到。

bxCAN工作在环回模式

2.3 代码部分

2.3.1 初始化设置

初始化包括三个部分：

① 配置相关引脚复用功能，使用CAN时钟
② 设置CAN工作模式和波特率
③ 设置滤波器
初始化RCC寄存器组，配置PLL输出72MHz时钟，APB1总线的频率为36MHz，分别打开CAN/GPIOA/USARIT的设备时钟。


//时钟配置
GPIO_InitTypeDef       GPIO_InitStructure;
CAN_InitTypeDef        CAN_InitStrucutre;
NVIC_InitTypeDef       NVIC_InitStructure;
CAN_FilterInitTypeDef  CAN_FilterInitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);

查看芯片手册，发现STM32F103ZET6版本的CAN总线TX和RX引脚分别是PA12和PA11，TX采用复用推挽输出，RX采用上拉输入：

//串口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);           //
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

由于实验采用中断接收，所以需进行中断初始化配置

//中断配置
CAN_ITConfig(CAN1,CAN_IT_FMP0,ENABLE);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USB_LP_CAN1_RX0_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;     //   抢占优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;            // 	  次优先级为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

//CAN配置
CAN_InitStrucutre.CAN_TTCM = DISABLE;  //禁止时间触发通信模式
CAN_InitStrucutre.CAN_ABOM = DISABLE;  //软件对CAN_MCR寄存器的INRQ位置1
CAN_InitStrucutre.CAN_AWUM = DISABLE;  //睡眠模式通过清除CAN_MCR寄存器SLEEP位		  
CAN_InitStrucutre.CAN_NART = ENABLE;    //CAN报文只被发送一次	
CAN_InitStrucutre.CAN_RFLM = DISABLE;   //	报文不锁定，新的覆盖原有	 
CAN_InitStrucutre.CAN_TXFP = DISABLE;    //发送FIFO优先级由报文标识符决定	
CAN_InitStrucutre.CAN_Mode = CAN_Mode_LoopBack  ; //采用环回模式

//波特率设置
CAN_InitStrucutre.CAN_SJW = CAN_SJW_1tq;  //重新同步跳跃宽度1个时间单位
CAN_InitStrucutre.CAN_BS1 = CAN_BS1_9tq;  //时间段1为8个时间单位
CAN_InitStrucutre.CAN_BS2 = CAN_BS2_8tq;  //	时间段2为7个时间单位
CAN_InitStrucutre.CAN_Prescaler = 4;      //分频系数
CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStrucutre);      // 36M/((8+9+1)*4)=500kbps

//过滤器设置
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber=0;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode=CAN_FilterMode_IdMask;  // 屏蔽模式       
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale=CAN_FilterScale_32bit; //	过滤器宽度32位	 
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh= 0x00AA<<3;  //	过滤器标识符0xAA	 
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow =0x0000;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh = 0x00FF<<3;  //屏蔽位标识符0x00FF    
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = CAN_Filter_FIFO0;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE;
CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);

2.3.2 发送部分

2.3.3 接收部分

2.3.4 主函数接收反馈

三、CAN波特率计算

四、关于过滤器的设置

Typedef struct
{
    uint32_t StdId;  //标准帧ID，如果要发送扩展帧，可以不理
    uint32_t ExtId;  //扩展帧ID，如果要发送标准帧，可以不理
    uint8_t IDE;    //发送标准帧还是扩展帧
    uint8_t RTR;   //发送远程帧还是数据帧
    uint8_t DLC;   //发送数据的长度
    uint8_t Data[8]; //想要发送的数据
}CanTxMsg;

StdId

StdId用来设定标准标识符。它的取值范围为0到0x7FF。

ExtId

ExtId用来设定扩展标识符。它的取值范围为0到0x1FFFFFFF。

IDE

IDE用来设定消息标识符的类型。

IDE值

RTR

RTR用来设定待传输消息的帧类型。它可以设置为数据帧或者远程帧。

RTR值

DLC

DLC用来设定待传输消息的帧长度。它的取值范围是0到0x8。

Data[8]

Data[8]包含了待传输数据，它的取值范围为0到0xFF

接下来了解它是如何接收的。

STM32参考手册中提到： bxCAN控制器为应用程序提供了14个位宽可变的、 可配置的过滤器组(13~0)。（互联型有28个）。 每个过滤器组的位宽都可以独立配置。可以配置成16位或者32位。过滤器组还可配置为屏蔽位模式或标识符列表模式。

每个过滤器组x由2个32位寄存器， CAN_FxR1和CAN_FxR2组成。

这样的话，就只能过滤出ID为0x317(与CAN_FxR1必须一样)和0x00F(与CAN_FxR2必须一样)两种标准数据帧了。

以上是32位模式下标识符屏蔽模式和标识符列表模式下的设置方法。

在16位模式下，只不过把两个32位寄存器拆成了4个16位的而已，原理和32位模式下是一样的。就不赘述了。

接收数据是通过指向CanRxMsg 结构体变量的指针传递的。直接调用 CAN_Receive 即可轻松完成。

typedef struct
{
    uint32_t StdId;
    uint32_t ExtId;
    uint8_t IDE;
    uint8_t RTR;
    uint8_t DLC;
    uint8_t Data[8];
    uint8_t FMI;
} CanRxMsg;

CanRxMsg结构与CanTxMsg差不多。只是多了一个FMI域。

FMI
FMI设定为消息将要通过的过滤器索引， 这些消息存储于邮箱中。该参数取值范围0到0xFF。

五、硬件设计

STM32 与 TJA1050 连接电路图

若采用正常工作模式，从上图可以看出： STM32 的 CAN 通过 P13 的设置，连接到 TJA1050 收发芯片，然后通过接线端子（ CAN）同外部的 CAN 总线连接。图中可以看出，在战舰 STM32 开发板上面是带有120Ω的终端电阻的，如果我们的开发板不是作为 CAN 的终端的话，需要把这个电阻去掉，以免影响通信。
这里还要注意，我们要设置好开发板上 P13 排针的连接，通过跳线帽将 PA11 和 PA12 分别连接到 CRX（ CAN_RX）和 CTX（ CAN_TX）上面，最后，我们用 2 根导线将两个开发板 CAN 端子的 CAN_L 和 CAN_L， CAN_H 和 CAN_H连接起来。这里注意不要接反了（ CAN_L 接 CAN_H）， 接反了会导致通讯异常！

附，下面根据设置的参数不同来决定can总线can总线的配置情况：

1、对扩展数据帧进行过滤:(只接收扩展数据帧)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<3)&0xFFFF0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_DATA)&0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;

(注：标准帧数据帧、标准远程帧和扩展远程帧均被过滤)

2、对扩展远程帧过滤:(只接收扩展远程帧)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<3)&0xFFFF0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<3)|CAN_ID_EXT|CAN_RTR_REMOTE)&0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;

3、对标准远程帧过滤:(只接收标准远程帧)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<21)&0xffff0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<21)|CAN_ID_STD|CAN_RTR_REMOTE)&0xffff;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;

4、对标准数据帧过滤:(只接收标准数据帧)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<21)&0xffff0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<21)|CAN_ID_STD|CAN_RTR_DATA)&0xffff;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFF;

5、对扩展帧进行过滤:(扩展帧不会被过滤掉)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<3)&0xFFFF0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<3)|CAN_ID_EXT)&0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFC;

6、对标准帧进行过滤:(标准帧不会被过滤掉)

CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh   = (((u32)slave_id<<21)&0xffff0000)>>16;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow   = (((u32)slave_id<<21)|CAN_ID_STD)&0xffff;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh  = 0xFFFF;
CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow   = 0xFFFC;

注：slave_id为要过滤的id号。

串口输入输出模式

在串口设置过程中，有必要了解它的输入输出模式

1、普通推挽输出（GPIO_Mode_Out_PP）:

使用场合：一般用在0V和3.3V的场合。线路经过两个P_MOS 和N_MOS 管，负责上拉和下拉电流。

使用方法：直接使用

输出电平：推挽输出的低电平是0V，高电平是3.3V。

2、普通开漏输出（GPIO_Mode_Out_OD）：

使用场合：一般用在电平不匹配的场合，如需要输出5V的高电平。

使用方法：就需要再外部接一个上拉电阻，电源为5V，把GPIO设置为开漏模式， 当输出高组态时，由上拉电阻和电源向外输出5V的电压。

输出电平：在开漏输出模式时，如果输出为0，低电平，则使N_MOS 导通，使输出接地。若控制输出为1（无法直接输出高电平），则既不输出高电平 也不输出低电平，为高组态。为正常使用，必须在外部接一个上拉电 阻。

特性： 它具“线与”特性，即很多个开漏模式 引脚连接到一起时，只有当所有 引脚都输出高阻态，才由上拉电阻提供高电平，此高电平的电压为外部 上拉电阻所接的电源的电压。若其中一个引脚为低电平，那线路就相当 于短路接地，使得整条线路都为低电平，0 伏。

3、复用推挽输出（GPIO_Mode_AF_PP）:

用作串口的输出。

4、复用开漏输出（GPIO_Mode_AF_OD）：

用在IIC。

STM32中GPIO的8种工作模式

（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入 
（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入 
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入 
（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出 
（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出






推挽输出:

可以输出高,低电平,连接数字器件; 推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源低定。

推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时，两只对称的功率开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

开漏输出:

输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行。适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内)。

开漏形式的电路有以下几个特点：

1、利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经上拉电阻、MOSFET到GND。IC内部仅需很小的栅极驱动电流。

2、一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的，因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时，只能输出低电平，如果需要同时具备输出高电平的功能，则需要接上拉电阻，很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压，便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）

3、开漏输出提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。

4、可以将多个开漏输出连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系，即“线与”。可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为逻辑0，相当于接地，与之并联的回路“相当于被一根导线短路”，所以外电路逻辑电平便为0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑1。


关于推挽输出和开漏输出，最后用一幅最简单的图形来概括：该图中左边的便是推挽输出模式，其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止，而上面NPN三极管导通，输出电平VS+；当比较器输出低电平时则恰恰相反，PNP三极管导通，输出和地相连，为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式，需要接上拉。

由于浮空输入一般多用于外部按键输入，结合图上的输入部分电路，我理解为浮空输入状态下，IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。

上拉输入/下拉输入/模拟输入：

这几个概念很好理解，从字面便能轻易读懂。

复用开漏输出、复用推挽输出：

可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）

总结在STM32中选用IO模式

1、浮空输入GPIO_IN_FLOATING ——浮空输入，可以做KEY识别，RX1
2、带上拉输入GPIO_IPU——IO内部上拉电阻输入
3、带下拉输入GPIO_IPD—— IO内部下拉电阻输入
4、模拟输入GPIO_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电
5、开漏输出GPIO_OUT_OD ——IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模 式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能
6、推挽输出GPIO_OUT_PP ——IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的
7、复用功能的推挽输出GPIO_AF_PP ——片内外设功能（I2C的SCL,SDA）
8、复用功能的开漏输出GPIO_AF_OD——片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）






STM32设置实例：

 1、模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD，接上拉电阻，能够正确输出0和1；读值时先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)；拉高，然后可以读IO的值；使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；
  2、如果是无上拉电阻，IO默认是高电平；需要读取IO的值，可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD；

通常有5种方式使用某个引脚功能，它们的配置方式如下：

1、作为普通GPIO输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
2、作为普通GPIO输出：根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
3、作为普通模拟输入：配置该引脚为模拟输入模式，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
4、作为内置外设的输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。
5、作为内置外设的输出：根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出，同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。
注意如果有多个复用功能模块对应同一个引脚，只能使能其中之一，其它模块保持非使能状态。比如要使用STM32F103VBT6的47、48脚的USART3功能，则需要配置47脚为复用推挽输出或复用开漏输出，配置48脚为某种输入模式，同时使能USART3并保持I2C2的非使能状态。如果要使用STM32F103VBT6的47脚作为TIM2_CH3，则需要对TIM2进行重映射，然后再按复用功能的方式配置对应引脚。
 





标签
finit
易学教程内所有资源均来自网络或用户发布的内容，如有违反法律规定的内容欢迎反馈！
该文章没有解决你所遇到的问题?点击提问,说说你的问题,让更多的人一起探讨吧!