最近一周多的時(shí)間開始學(xué)習(xí)并自己動(dòng)手制作了一個(gè)循跡小車，主要運(yùn)用的就是tb6612芯片以及紅外避障模塊，這篇博客主要就是總結(jié)一下在制作小車過程中學(xué)習(xí)到的知識(shí)以及問題。

一、有關(guān)IO輸出輸入的總結(jié)

在這次小車制作中，我使用到的有tb6612電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和MH-Sensor-Series紅外循跡避障模塊，兩者的使用方法都不是很復(fù)雜，只需要在對(duì)應(yīng)的引腳上接高低電平或者接輸入引腳即可，但正是這么基礎(chǔ)的引腳操作中也發(fā)現(xiàn)了很多小細(xì)節(jié)，有同學(xué)在制作小車的過程中就遇到了寫完代碼根本沒達(dá)到預(yù)期效果，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)是一些引腳的模式或者使能問題，因此我也更詳細(xì)學(xué)習(xí)了一下IO口的八種輸入輸出模式。

下面就是我個(gè)人對(duì)這幾種模式的理解

一、輸入模式

1. 浮空輸入（GPIO_Mode_IN_FLOATING）

該模式主要針對(duì)芯片本身，以及其他的邏輯器件（即由大量邏輯開關(guān)組成的元器件），在該模式下，引腳既不表現(xiàn)為高電平也不表現(xiàn)為低電平，如果用電壓表測(cè)量測(cè)得的可能也有所不同。

浮空輸入大多數(shù)情況就是代表該引腳什么都不接，但是在網(wǎng)上也有說(shuō)可以用于ADC傳輸數(shù)據(jù)使用，但我并不了解。

這個(gè)模式基本用不上，如果以后我有使用會(huì)在這里記錄。

2. 上拉輸入（GPIO_Mode_IPU）

在上拉輸入模式下，引腳什么都不接的情況下表現(xiàn)為高電平，當(dāng)連接到TTL（高電平低電平）信號(hào)時(shí)，會(huì)發(fā)生改變。

在沒有輸入或者是輸入為高電平時(shí)，其電壓為高；輸入為低電平時(shí)，電壓為低。

這里要注意的是沒有輸入的時(shí)候就處于高電平，適用于那些平常狀態(tài)輸出高，特殊狀態(tài)輸出低的模塊。

3. 下拉輸入（GPIO_Mode_IPD）

和上拉輸入類似

在下拉輸入模式下，引腳什么都不接的情況下表現(xiàn)為低電平，當(dāng)連接到TTL（高電平低電平）信號(hào)時(shí)，會(huì)發(fā)生改變。

在沒有輸入或者是輸入為低電平時(shí)，其電壓為低；輸入為高電平時(shí)，電壓為高。

這里要注意的是沒有輸入的時(shí)候就處于低電平，適用于那些平常狀態(tài)輸出低，特殊狀態(tài)輸出高的模塊。

4. 模擬輸入（GPIO_Mode_AIN）

模擬輸入不同于以上三種輸入模式，前面三種模式都是數(shù)字信號(hào)的輸入也就是非高即低的信號(hào)，而模擬輸入就是輸入未經(jīng)處理的信號(hào)，可以是一段連續(xù)的電壓不固定的信號(hào)。

往往在數(shù)模轉(zhuǎn)換中需要用到，比如讀取某個(gè)引腳的電壓值，這個(gè)電壓值就可能是PWM波形，使用模擬輸入就可以講信號(hào)不經(jīng)處理的傳給ADC模塊進(jìn)行分析。

二、輸出模式

1. 開漏輸出（GPIO_Mode_Out_OD）

在開漏模式下，控制IO輸出低時(shí)IO口輸出低，控制IO口輸出高時(shí)IO口既不輸出高也不輸出低，電壓不確定。（由外部驅(qū)動(dòng)，降低芯片的驅(qū)動(dòng)壓力）

在使用該模式時(shí)，通常外接一個(gè)電阻，通過這個(gè)電阻來(lái)給予高電平?！巴仆燧敵瞿Ｊ揭话銘?yīng)用在輸出電平為0和3.3伏而且需要高速切換開關(guān)狀態(tài)的場(chǎng)合”

或者在推挽輸出模式下我們輸出的電平是3.3V，但是我們想要達(dá)到一個(gè)5V的輸出，就可以采用開漏輸出，通過外接一個(gè)上拉電阻來(lái)控制我們的電壓能夠達(dá)到5V。

再或者可以用一個(gè)IO口進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。

首先從引腳往外這個(gè)指向來(lái)說(shuō)，引腳輸出低時(shí)IO為低，引腳輸出高時(shí)外部可以由上拉電阻將IO上拉為高。

其次從外往引腳這個(gè)指向來(lái)說(shuō)，由于IO的高低電平與外部上拉電阻有關(guān)，也就可以通過外部上拉電阻的有無(wú)來(lái) 反向控制IO的高低，之后可以運(yùn)用寄存器讀取IO狀態(tài)從而獲得外部的電平信號(hào)。這樣就可以達(dá)到IO口的雙向功能。（僅個(gè)人理解）

上拉電阻的阻值不僅影響輸出的電平高低，還影響著信號(hào)的延遲，阻值越大信號(hào)也就越延遲但是功耗小。

2. 推挽輸出（GPIO_Mode_Out_PP）

引腳輸出低時(shí)IO為低，引腳輸出高時(shí)IO輸出高。

3. 推挽復(fù)用輸出（GPIO_Mode_AF_PP）

可以使用IO口的第二功能，例如定時(shí)器、串口等。相當(dāng)于是輸出信號(hào)更多樣的推挽輸出。

輸出PWM信號(hào)時(shí)需要使用該輸出模式。

4. 開漏復(fù)用輸出（GPIO_Mode_AF_OD）

可以使用IO口的第二功能，例如定時(shí)器、串口等。相當(dāng)于是輸出信號(hào)更多樣的開漏輸出。

二、PWM輸出的一些總結(jié)

1.引腳與定時(shí)器和通道的對(duì)應(yīng)關(guān)系

STM32的定時(shí)器除了定時(shí)器6和定時(shí)器7都可以用來(lái)產(chǎn)生PWM，定時(shí)器1和定時(shí)器8是高級(jí)定時(shí)器，都可可以同時(shí)產(chǎn)生7路PWM，需要注意的是在配置高級(jí)定時(shí)器時(shí)需要多加這樣的一行代碼。

TIM_CtrlPWMOutputs(TIM1,ENABLE);

這一行代碼可以追根源頭發(fā)現(xiàn)是控制的是 剎車和死區(qū)寄存器（TIMx_BDTR）

2. 一些結(jié)構(gòu)體成員的介紹

①TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode
該元素設(shè)置的是PWM的模式，可以指定兩種模式

TIM_OCMode_PWM1
在向上計(jì)數(shù)時(shí)，一旦裝載值小于占空比時(shí)通道為無(wú)效電平，否則為有效電平
在向下計(jì)數(shù)時(shí)，一旦裝載值大于占空比時(shí)通道為有效電平，否則為無(wú)效電平。

TIM_OCMode_PWM2
向上計(jì)數(shù)時(shí)，一旦裝載值小于占空比時(shí)通道1為有效電平，否則為無(wú)效電平
向下計(jì)數(shù)時(shí)，一旦轉(zhuǎn)載值大于占空比時(shí)通道1為無(wú)效電平，否則為有效電平。

②PWM初始化函數(shù)的兩個(gè)入口參數(shù)
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period
該元素設(shè)置的是計(jì)數(shù)值，通常是PWM初始化函數(shù)的第一個(gè)入口參數(shù)arr，這個(gè)值影響一次PWM周期的時(shí)間長(zhǎng)短。

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler
該元素設(shè)置的是預(yù)分頻值，通常是PWM初始化函數(shù)的第二個(gè)入口參數(shù)psc，這個(gè)值也影響一次PWM周期的時(shí)間長(zhǎng)短。

由公式

Fpwm = TCLK / ((arr+1)*(psc+1)) (單位：Hz)

可計(jì)算一次PWM的周期時(shí)長(zhǎng)

其中TCLK的具體頻率可以到時(shí)鐘樹中查找，不同定時(shí)器的最高頻率是不同的
TIM1、TIM8、TIM15、TIM16、TIM17、TIM9、TIM10、TIM11屬APB2總線，最高頻率為72M
TIM2、TIM3、TIM4、TIM5、TIM6、TIM7、TIM12、TIM13、TIM14屬APB1總線，最高頻率為36M
具體可以查數(shù)據(jù)手冊(cè)

③TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode
該元素設(shè)置的是PWM的計(jì)數(shù)模式，常用的有以下兩種。

TIM_CounterMode_Up
向上計(jì)數(shù)

TIM_CounterMode_Down
向下計(jì)數(shù)

還有幾種不常用的

④TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity
該元素設(shè)置輸出極性，這個(gè)元素要配合PWM模式來(lái)說(shuō)，在PWM模式中有無(wú)效電平和有效電平的區(qū)別，而具體的有效電平是什么呢？

就是在這個(gè)元素設(shè)置的，這里的元素如果設(shè)置成為TIM_OCPolarity_High則有效電平就是高電平，如果元素設(shè)置為TIM_OCPolarity_Low，則有效電平就是低電平。

總結(jié)

這篇博客主要介紹了一些輸入輸出函數(shù)的小細(xì)節(jié)，以及PWM的一些重要結(jié)構(gòu)體元素代表什么。
輸入輸出與PWM可以說(shuō)是STM32的基礎(chǔ)操作，只有加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)的了解才可能在后面的學(xué)習(xí)中更加順利。
編輯：hfy