一、简介

GPIO（General Purpose Input Output）通用输入输出口；
可配置为8种输入输出模式；
引脚电平：0V~3.3V，部分引脚可容忍5V（可接受输入）；
输出模式下可以控制端口输出高低电平，用以驱动LED、控制蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等；
输入模式下可读取端口的高低电平或电压，用于读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接受数据等。

二、GPIO位结构

右侧的两个保护二极管：用于限幅电压，当输入电压大于3.3V时，导通上方的二极管，保护电路，当电压小于0V时，则会导通下方的二极管；
输入驱动器：闭合上面的开关就是上拉输入模式，闭合下面的开关就是下拉输入模式，如果都断开则就是浮空模式。为了避免引脚悬空导致输入不确定，需要在这里加上上拉或者下拉电阻，上拉模式默认高电平，下拉电阻默认低电平，由于电阻较大，这里是弱上拉和弱下拉；
肖特基触发器：这里存在翻译错误，内部符合施密特触发器，对输入电压进行整形，如果输入大于某一阈值，则输出高电平，若输入小于某一阈值，则输入低电平，在阈值范围内则保持原有电平不会变化；
模拟输入：连接到ADC上面，接收模拟量；
复用功能输入：连接其他需要读取的端口外设上，例如串口输入引脚，接收数字量；
输出控制寄存器：普通IO口输出，写这个数据寄存器的某一位就可以操作对应的端口
位设置/清除寄存器：可以单独操作输出数据寄存器的某一位，而不影响其他位，由于输入输出寄存器是同时控制十六位的输出，想要改变某一位，一种方法是通过读出寄存器的数据，再进行按位与或者按位或，另一种方法则是通过通过位设置和位清楚寄存器来实现，如果对某一位进行置一操作，则在位设置寄存器对应位置一，其他位置零，如果对某一位进行置零操作，则在位清除寄存器对应位置置一，其他位置置零。
两个MOS管：一种电子开关，在推挽（强推）模式下，P-MOS和N-MOS均有效果，在数据寄存器为1时，上管导通，下管断开，输出高电平，数据寄存器为0时，上管断开，下管导通，输出直接接到VSS，输出低电平，开漏模式下，只有N-MOS在工作，数据寄存器为1时，下管断开，输出相当于断开，高阻模式，数据寄存器为0时，下管导通，接到VSS输出低电平，可以用作通信协议的驱动方式，还可用作输出5V电压，在关闭模式下，两个MOS管均失效，端口的电平由外部信号控制。

三、GPIO模式

模式名称	性质	特征
浮空模式	数字输入	可读取引脚电平，若引脚悬空，则电平不确定，端口要接上一个连续的驱动元
上拉输入	数字输入	可读取引脚电平，内部连接上拉电阻，悬空时默认高电平
下拉输入	数字输入	可读取引脚电平，内部连接下拉电阻，悬空时默认低电平
模拟输入	模拟输入	GPIO无效，引脚直接接入内部ADC
开漏输出	数字输入	可输出引脚电平，高电平为高阻态，低电平接VSS
推免输出	数字输入	可输出引脚电平，高电平接VDD，低电平接VSS（在输出模式下，输入正常，但是输入模式下，输出断开）
复用开漏输出	数字输入	由片上外设控制，高电平为高阻态，低电平接VSS
复用推免输出	数字输入	由片上外设控制，高电平接VSS，低电平接VDD

四、补充

GPIO的输出速度：可以限制输出引脚的最大翻转速度，为了低功耗和稳定性，一般配置成50MHz
高十六位进行位清除，第十六位进行位设置，除此之外还有一个位清除寄存器，方便对单个位进行设置或者清除，若同步要求较高时，则使用上图的寄存器，其他时候可以利用两个寄存器同时配置低十六位方便操作。