STM32 GPIO 输入输出

发表时间：2026-06-17 | 分类：STM32 开发

GPIO 简介

GPIO（General Purpose Input Output）是微控制器最基础的外设。STM32 的每个 IO 口可以配置为输入、输出、复用、模拟四种模式。

工作模式

模式	说明	应用场景
浮空输入	电平由外部决定，内部无上下拉	按键检测（外部上拉）
上拉输入	内部电阻拉到 VDD	按键检测（默认高电平）
下拉输入	内部电阻拉到 GND	检测高电平信号
推挽输出	可输出高低电平	驱动 LED、蜂鸣器
开漏输出	只能输出低电平或高阻	I2C 总线

寄存器操作

每个 GPIO 端口由 7 个 32 位寄存器控制，了解寄存器有助于深入理解 STM32 的工作机制：

// 点亮 PA5 上的 LED（寄存器方式）
RCC->AHB1ENR |= 1 << 0;           // 1. 使能 GPIOA 时钟
GPIOA->MODER &= ~(3 << (5*2));     // 2. 清除 PA5 模式
GPIOA->MODER |= 1 << (5*2);       // 3. 设置为输出模式
GPIOA->ODR |= 1 << 5;             // 4. PA5 输出高电平，点亮 LED

HAL 库操作

实际开发中更多使用 HAL 库，代码可读性更好：

// 点亮 PA5 上的 LED（HAL 库方式）
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();     // 1. 使能时钟

GPIO_InitTypeDef gpio = {0};
gpio.Pin = GPIO_PIN_5;
gpio.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  // 推挽输出
gpio.Pull = GPIO_NOPULL;
gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio);       // 2. 初始化

HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);  // 3. 点亮

按键输入

配置 GPIO 为输入模式，读取引脚电平判断按键状态。实际项目中需要做消抖处理。

// 读取按键状态（PA0 接按键，按下为低电平）
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) {
    HAL_Delay(20);  // 简单延时消抖
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);  // 翻转 LED
        while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET); // 等待释放
    }
}

提示：延时消抖在简单项目中够用，复杂项目建议用定时器中断消抖或状态机方式，避免阻塞主循环。

速度配置

GPIO 输出速度有低速、中速、高速、超高速四档。速度越高功耗越大、EMI 越严重。一般情况下：LED 用低速，SPI 用高速。