对GPIO的理解
GPIO参数配置
GPIO参数配置GPIO（General Purpose Input/Output）引脚是通用输入/输出引脚，可以用于连接和控制各种外部设备。
在树莓派等嵌入式系统中，GPIO引脚可以通过软件的方式进行配置和控制。
2.输入/输出模式：GPIO引脚可以被配置为输入模式或输出模式。
输入模式表示引脚可以接收外部设备的信号，输出模式表示引脚可以输出电信号给外部设备。
在配置GPIO引脚时，需要明确所需的输入/输出模式。
3.电源电压：GPIO引脚可以根据外部设备的要求配置相应的电源电压。
一般来说，引脚提供3.3V或5V的电压供应。
4.信号电平：GPIO引脚的信号电平指的是引脚的电压状态，通常是高电平（1）或低电平（0）。
在配置GPIO引脚时，可以设置引脚的初始电平状态，默认可以是高电平或低电平。
5.上拉/下拉电阻：GPIO引脚可以通过上拉电阻或下拉电阻来确定引脚的默认电平状态。
上拉电阻将引脚连接到正电压，下拉电阻将引脚连接到地。
在配置GPIO引脚时，可以启用或禁用上拉/下拉电阻。
在树莓派的Linux系统中，GPIO的参数配置通过GPIO库函数来实现。
以下是一个基本的GPIO参数配置的示例代码：```c#include <stdio.h>#include <wiringPi.h>int maiint gpioPin = 18;int mode = OUTPUT; // 输出模式int signalLevel = HIGH; // 高电平int pud = PUD_OFF; // 禁用上拉/下拉电阻if (wiringPiSetupGpio( == -1)return 1;}pinMode(gpioPin, mode); // 设置GPIO引脚的模式digitalWrite(gpioPin, signalLevel); // 设置GPIO引脚的信号电平pullUpDnControl(gpioPin, pud); // 设置GPIO引脚的上拉/下拉电阻return 0;```以上代码通过wiringPi库函数实现了GPIO参数配置。
gpio的类别
gpio的类别
GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入/输出）的类别或模式可以根据不同的应用和设计需求进行划分。
以下是一些常见的GPIO类别或模式：
1、输入模式（Input Mode）：GPIO端口将读取外部设备发出的信号。
2、输出模式（Output Mode）：GPIO端口将向外部设备发出信号。
3、复用模式（Multiplexing Mode）：GPIO端口可以同时实现输入和输出功能。
4、高阻模式（High Impedance Mode）：GPIO端口被设置为高阻模式，输入端口的输入信号会被抑制。
5、推挽输出模式（Push-Pull Output Mode）：GPIO端口可以在输出模式时使用推挽输出模式。
6、中断模式（Interrupt Mode）：GPIO端口可以捕捉到外部设备发出的信号。
7、测试模式（Test Mode）：GPIO端口可以用于测试外部设备。
8、热插拔模式（Hot-Plugging Mode）：GPIO端口可以实现热插拔功能。
9、此外，在Cortex-M3等处理器中，GPIO的配置种类可能还包括模拟输入（AIN）、浮空输入（IN_FLOATING）、下拉输入（IPD）、
上拉输入（IPU）、开漏输出（Out_OD）等。
请注意，这些模式并非全部，具体的GPIO类别或模式可能会因处理器、芯片或开发板的不同而有所差异。
因此，在实际应用中，需要参考相关的硬件文档或数据手册以获取准确的GPIO类别和配置信息。
gpio工作原理
gpio工作原理
GPIO（GeneralPurposeInput/Output，通用输入输出）作为一种计算机接口，可以将计算机与外部设备连接在一起，扩展计算机的功能，实现信息的传递和交互。
本文将介绍GPIO工作原理，以及GPIO 对外部设备的联网、控制等作用。
GPIO的工作原理
GPIO的基本原理是在输入输出设备与计算机之间建立一种多线路通讯网络，实现信息的传递和交互。
它使用许多信号线，每一条信号线都代表一种信号，包括电压、电流等微弱的信号。
当外部设备中的信号发生变化时，GPIO接收这些变化信号，并将其转换为可识别的信号，供计算机进行分析和处理，从而实现数据的传递。
GPIO的应用
1、联网：GPIO可以将外部设备和计算机之间的连接，实现联网，也可以将外部设备连接到物联网中，实现信息的交互和传输。
2、控制：GPIO可以控制外部设备的运行，动态调整设备的工作状态，实现不同设备之间的信息交流，使外部设备实现自动化控制。
3、监控：GPIO可以监控外部设备的工作状态，收集信息，分析数据，更好地控制外部设备。
总结
GPIO是一种接口，可以将计算机和外部设备连接在一起，实现信息的交互和传输。
它的工作原理是建立多线路通信网络，通过接收信号变化，将其转换为可识别的信号，供计算机进行处理。
GPIO可
以实现联网、控制和监控外部设备的功能，使计算机的功能得到更大的开发和拓展。
gpio 手册祥细解
gpio手册祥细解
GPIO（General-Purpose Input/Output）是通用输入/输出接口的缩写，它是微控制器芯片上常见的接口之一。
GPIO接口可以用于控制外部设备、读取外部设备的状态或者实现与其他设备的通信。
在微控制器中，GPIO接口通常由多个寄存器组成，每个寄存器控制一个特定的GPIO引脚。
每个GPIO引脚都可以被配置为输入或输出模式，并且可以设置不同的工作模式和触发方式。
GPIO接口的主要寄存器包括：
1.端口配置寄存器（GPIOx_CRL/CRH）：用于配置GPIO 引脚的工作模式和触发方式。
2.端口输入数据寄存器（GPIOx_IDR）：用于读取GPIO 引脚的输入状态。
3.端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）：用于设置GPIO 引脚的输出状态。
4.端口位清除寄存器（GPIOx_BRR）：用于清除指定的GPIO位。
5.端口位设置/清除寄存器（GPIOx_BSRR）：用于设置或清除指定的GPIO位。
6.端口配置锁定寄存器（GPIOx_LCKR）：用于锁定GPIO 引脚的配置寄存器，防止意外修改。
在使用GPIO接口时，首先需要配置GPIO引脚的工作模式和触发方式，然后可以通过读取或设置端口输入/输出数据寄存器来控制外部设备或读取外部设备的状态。
同时，也可以使用位清除、位设置/清除等操作来控制特定的GPIO位。
需要注意的是，不同的微控制器可能具有不同的GPIO接口和寄存器配置，因此在使用时需要参考具体的微控制器手册或数据手册进行操作。
GPIO输入输出各种模式详解
GPIO输入输出各种模式详解GPIO（General Purpose Input/Output）是通用输入输出口，用于连接外部设备和单片机。
在单片机中，GPIO可以配置为输入或输出模式，同时还有三种特殊的模式：推挽模式、开漏模式和准双向端口模式。
下面将从原理、使用场景和配置方法三个方面详细介绍这三种模式。
推挽模式（Push-Pull Mode）是GPIO输出的常见模式，也是默认的输出模式。
当GPIO输出引脚处于高电平状态时，推挽模式会提供高电平输出（通常为Vcc电源电平），而当GPIO输出引脚处于低电平状态时，推挽模式会提供低电平输出（通常接地）。
推挽模式的优势在于输出电流大，能够提供较强的驱动能力，适用于直接驱动大功率负载的场景。
例如，通过GPIO控制LED灯等外设时，推挽模式可以稳定提供给LED所需的驱动电流，保证LED的正常工作。
开漏模式（Open-Drain Mode）是GPIO输出的另一种模式。
当GPIO输出引脚处于高电平状态时，开漏模式会将输出引脚拉到高阻态，而当GPIO输出引脚处于低电平状态时，开漏模式会将输出引脚拉到地。
开漏模式需要通过一个外接上拉电阻将输出引脚连接到Vcc电源电平上。
开漏模式的优势在于输出可以与其他器件共享同一个总线，通过总线上的上拉电阻或其他器件的驱动电源提供高电平。
开漏模式适用于多个GPIO输出的引脚需要共享一个总线的场景，例如，使用I2C总线协议时，多个GPIO引脚可以共享SDA（数据线）和SCL（时钟线）。
准双向端口（Quasi-Bidirectional Port）是GPIO输入输出的特殊模式，常见于外设总线接口中。
准双向端口可以既作为输入又作为输出，且在不同的时间片段进行输入输出操作。
准双向端口的原理是通过一个三态门和一个外接上拉电阻实现的。
当GPIO处于输出模式时，三态门使得GPIO输出到外设；而当GPIO处于输入模式时，三态门处于高阻态，外设可以将信号输入到GPIO中。
gpio的基本使用方法
gpio的基本使用方法GPIO，即通用输入输出引脚，是一种通用的数字信号输入输出接口，它允许我们将数字信号发送到其他设备，或从其他设备接收数字信号，并使用它们进行控制和通信。
在树莓派等嵌入式设备的开发工作中，GPIO是非常重要的一个组成部分，使用方法也十分简单。
一、初始化GPIO要使用GPIO，我们首先需要将其初始化，以便我们可以开始使用其不同的引脚。
在初始化过程中，我们需要指定GPIO的模式，即输入或输出模式。
1.导入必要的库import RPi.GPIO as GPIO2.设置GPIO引脚模式：“输入/输出”GPIO.setmode(GPIO.BOARD)这将使我们根据引脚的物理编号而不是树莓派GPIO编号来标识GPIO引脚。
3.设置GPIO模式GPIO.setup(pin, mode)其中“pin”为GPIO引脚编号，“mode”可以是“IN”（输入模式）或“OUT”（输出模式）。
例如，要将GPIO引脚7设置为输出模式，代码如下：GPIO.setup(7, GPIO.OUT)二、读写GPIOGPIO只能够处理高低电平，因此我们需要了解如何使用Python将高电平和低电平发送到GPIO引脚，并从GPIO引脚读取高电平和低电平。
1.写GPIOGPIO.output(pin, value)其中，“pin”为GPIO引脚编号，“value”可以是HIGH（高电平）或LOW（低电平）。
例如，要将GPIO引脚7输出高电平，代码如下：GPIO.output(7, GPIO.HIGH)2.读GPIOGPIO.input(pin)其中，“pin”为GPIO引脚编号。
例如，要从GPIO引脚7读取电平，代码如下：input_value = GPIO.input(7)三、关闭GPIO当我们完成了对GPIO引脚的使用之后，需要将其关闭以防止出现不必要的错误并释放它们的状态。
我们可以使用GPIO.cleanup()函数将所有GPIO设置为默认状态。
zynq原理 gpio
zynq原理 gpio引言概述：Zynq原理中的GPIO（通用输入输出）是一种重要的功能，它允许Zynq SoC （系统级芯片）与外部设备进行数字信号的输入和输出。
本文将详细介绍Zynq原理中GPIO的工作原理、应用场景以及使用方法。
正文内容：1. GPIO的工作原理1.1 GPIO的定义和特点：GPIO是一种可编程的数字接口，可以配置为输入或输出模式。
它具有灵活性和可定制性，可以根据需要配置不同数量的GPIO引脚。
1.2 GPIO的寄存器和控制：GPIO的工作通过对寄存器的配置和控制来实现。
寄存器包括方向寄存器、数据寄存器和中断寄存器，它们分别用于配置引脚的输入输出方向、读取和写入数据以及处理中断事件。
1.3 GPIO的电气特性：GPIO引脚的电气特性包括输入和输出电平、电流和电压等参数。
了解这些特性对于正确配置GPIO引脚以及与外部设备的连接至关重要。
2. GPIO的应用场景2.1 控制外部设备：GPIO可以用于控制各种外部设备，如LED灯、继电器、电机等。
通过配置GPIO的输出模式和输出电平，可以实现对外部设备的开关、调节和控制。
2.2 读取外部信号：GPIO也可以配置为输入模式，用于读取外部设备的信号。
例如，可以使用GPIO读取按钮的状态、传感器的数据等。
2.3 扩展接口：Zynq SoC通常具有多个GPIO引脚，可以通过GPIO扩展板或外部接口板连接到其他设备，实现更多的输入输出功能。
3. 使用Zynq原理中的GPIO3.1 GPIO的配置：在Zynq原理中，可以通过软件或硬件方式配置GPIO引脚的功能和特性。
软件方式通常通过寄存器的编程实现，而硬件方式则通过引脚约束文件进行配置。
3.2 GPIO的初始化：在使用GPIO之前，需要进行初始化设置，包括配置引脚的输入输出方向、电平和中断等。
通过正确的初始化，可以确保GPIO的正常工作。
3.3 GPIO的读写操作：读取GPIO的输入状态和写入GPIO的输出状态是常见的操作。
GPIO的设置与使用
GPIO的设置与使用GPIO，全称为“General Purpose Input/Output”，即通用输入/输出端口。
它是单片机（或其他外设）上的一组可编程的通用引脚，可以配置为输入或输出，通过编程控制，与外界设备进行数据交互。
GPIO具有可编程性和通用性，因此在嵌入式系统中广泛应用于控制和通信。
1.引脚模式设置：GPIO引脚可以配置为不同的模式，例如输入模式、输出模式、复用模式等。
一般通过寄存器来配置引脚的模式。
对于输入模式，可以配置引脚的阻抗、上拉或下拉电阻；对于输出模式，可以配置引脚的电平状态；对于复用模式，可以选择引脚的功能和使用的外设。
2.引脚操作：一旦引脚被配置为输入或输出模式，就可以通过相应的寄存器对引脚进行操作。
对于输入引脚，可以获取引脚的电平状态，判断输入信号的逻辑值；对于输出引脚，可以设置引脚的电平状态，控制输出信号的逻辑值。
3.中断设置：GPIO引脚可以配置中断功能，这样当引脚的电平状态发生变化时，可以触发中断并执行相应的中断服务程序。
通过中断方式，可以实现对输入引脚的实时监测和响应。
4.外设控制：GPIO引脚可以与外设进行连接，并通过GPIO来控制外设的功能。
例如，可以通过GPIO控制LED的亮灭、驱动蜂鸣器的发声、读取按键的状态等。
这需要通过设置相应的引脚模式和操作寄存器来实现。
1.确定所需的GPIO引脚：根据具体需求，确定需要使用的GPIO引脚。
这可以通过查阅芯片手册或开发板资料来获取相应的引脚信息。
2.配置引脚模式：根据使用要求，将GPIO引脚配置为输入或输出模式。
这一般需要设置相应的寄存器，标志位或设置值。
3.进行引脚操作：根据GPIO引脚的模式，进行相应的读取或写入操作。
对于输入引脚，可以读取引脚的电平状态；对于输出引脚，可以设置引脚的电平状态。
4.设置中断：如果需要使用中断功能，可以配置相应的中断使能，并编写中断处理函数。
在引脚状态变化时，触发中断执行中断处理程序。
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对通用输入输出GPIO的深入理解
一.GPIO简介
I/O（Input/Output）接口是一颗微控制器必须具备的最基本外设功能。
通常在ARM里，所有I/O都是通用的，称为GPIO（General Purpose Input/Output）。
每个GPIO端口包含8个管脚，如PA端口是PA0～PA7。
GPIO 模块支持多个可编程输入/输出管脚（具体取决于与GPIO复用的外设的使用情况）。
GPIO模块包含以下特性：
1）可编程控制GPIO中断
---屏蔽中断发生
---边沿触发（上升沿、下降沿、双边沿）
---电平触发（高电平、低电平）
2）输入/输出可承受5V
3）在读和写操作中通过地址线进行位屏蔽
4）可编程控制GPIO管脚配置：
---弱上拉或弱下拉电阻
---2mA、4mA、8mA驱动，以及带驱动转换速率（Slew Rate）控制的8mA 驱动
---开漏使能
---数字输入使能
二.GPIO的各种模式
GPIO管脚可以被配置为多种工作模式，其中有3种比较常用：高阻输入、推挽输出、开漏输出
1． 高阻输入(Input)
图1.1 GPIO高阻输入模式结构示意图
为减少信息传输线的数目，大多数计算机中的信息传输线采用总线形式，
即凡要传输的同类信息都在同一组传输线，且信息是分 时传送的。
在计算机中一般有三组总线，即数据总线、地址总线和控制总线。
为防止信息相互干扰，要求凡挂到总线上的寄存器或存储器等，它的输入输出端不仅能 呈现0、1两个信息状态，而且还应能呈现第三个状态----高阻抗状态，即此时好像它们的输出被开关断开，对总线状态不起作用，此时总线可由其他器件占用。
三态缓冲器即可实现上述功能，它除具有输入输出端之外，还有一控制端。
如图1.1所示，为GPIO管脚在高阻输入模式下的等效结构示意图。
这是一个管脚的情况，其它管脚的结构也是同样的。
输入模式的结构比较简单，就是一个带有施密特触发输入（Schmitt-triggered input）的三态缓冲器（U1），并具有很高的输入等效阻抗。
施密特触发输入的作用是能将缓慢变化的或者是畸变的输入脉冲信号整形成比较理想的矩形脉冲信号。
执行GPIO管脚读操作时，在读脉冲（Read Pulse）的作用下会把管脚（Pin）的当前电平状态读到内部总线上（Internal Bus）。
在不执行读操作时，外部管脚与内部总线之间是隔离的。
2． 推挽输出(Output)
图1.2 GPIO推挽输出模式结构示意图
推挽输出原理：在功率放大器电路中大量采用推挽放大器电路，这种电路中用两只三极管构成一级放大器电路， 两只三极管分别放大输入信号的正半周和负半周，即用一只三极管放大信号的正半周，用另一只三极管放大信号的负半周，两只三极管输出的半周信号在放大器负载 上合并后得到一个完整周期的输出信号。
推挽放大器电路中，一只三极管工作在导通、放大状态时，另一只三极管处于截止状态，当输入信号变化到另一个半周后，原先导通、放大的三极管进入截止，而原先截止的三极管进入导通、放大状态，两只三极管在不断地交替导通放大和截止变化，所以称为推挽放大器（）。
如图1.2所示，为GPIO管脚在推挽输出模式下的等效结构示意图。
U1是输出锁存器，执行GPIO管脚写操作时，在写脉冲（Write Pulse）的作用下，数据被锁存到Q和/Q。
T1和T2构成CMOS反相器，T1导通或T2导通时都表现出较低的阻抗，但T1和T2不会同时导通或同时关闭，最后形成的是推挽输出。
在推挽输出模式下，GPIO还具有回读功能，实现回读功能的是一个简单的三态门U2。
注意：执行回读功能时，读到的是管脚的输出锁存状态，而不是外部管脚Pin的状态。
3． 开漏输出(OutputOD)
图1.3 GPIO开漏输出结构示意图
如图1.3所示，为GPIO管脚在开漏输出模式下的等效结构示意图。
开漏输出和推挽输出相比结构基本相同，但只有下拉晶体管T1而没有上拉晶体管。
同样，T1实际上也是多组可编程选择的晶体管。
开漏输出的实际作用就是一个开关，输出“1”时断开、输出“0”时连接到GND（有一定内阻）。
回读功能：读到的仍是输出锁存器的状态，而不是外部管脚Pin的状态。
因此开漏输出模式是不能用来输入的。
开漏输出结构没有内部上拉，因此在实际应用时通常都要外接合适的上拉电阻（通常采用4.7～10kΩ）。
开漏输出能够方便地实现“线与”逻辑功能，即多个开漏的管脚可以直接并在一起（不需要缓冲隔离）使用，并统一外接一个合适的上拉电阻，就自然形成“逻辑与”关系。
开漏输出的另一种用途是能够方便地实现不同逻辑电平之间的转换（如3.3V到5V之间），只需外接一个上拉电阻，而不需要额外的转换电路。
典型的应用例子就是基于开漏电气连接的I2C总线。
4． 钳位二极管
GPIO内部具有钳位保护二极管，如图1.4所示。
其作用是防止从外部管脚Pin输入的电压过高或者过低。
VDD正常供电是3.3V，如果从Pin输入的信号（假设任何输入信号都有一定的内阻）电压超过VDD加上二极管D1的导通压降（假定在0.6V左右），则二极管D1导通，会把多于的电流引到VDD，而真正输入到内部的信号电压不会超过3.9V。
同理，如果从Pin输入的信号电压比GND还低，则由于二极管D2的作用，会把实际输入内部的信号电压钳制在－0.6V左右。
图1.4 GPIO钳位二极管示意图
假设VDD＝3.3V，GPIO设置在开漏模式下，外接10kΩ上拉电阻连接到5V电源，在输出“1”时，我们通过测量发现：GPIO管脚上的电压并不会达到5V，而是在4V上下，这正是内部钳位二极管在起作用。
虽然输出电压达不到满幅的5V，但对于实际的数字逻辑通常3.5V以上就算是高电平了()。
图1.5 解决开漏模式上拉电压不足的方法
如果确实想进一步提高输出电压，一种简单的做法是先在GPIO管脚上串联一只二极管（如1N4148），然后再接上拉电阻。
参见图1.5，框内是芯片内部电路。
向管脚写“1”时，T1关闭，在Pin处得到的电压是3.3＋VD1＋VD3＝4.5V，电压提升效果明显；向管脚写“0”时，T1导通，在Pin处得到的电压是VD3＝0.6V，仍属低电平。