GPIO设计.ppt
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。
基于STM32的嵌入式系统原理与设计第一章ppt课件
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1.1 STM32性能和结构 1.1.1总体性能
以高密度的STM32F103VET6为例，能适合一般项目的 需要，价格在30元以下，避免由于FLASH和RAM太小 造成的瓶颈。 VET6的含义为：
P33图1-18.
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1.SysTic定时器的位置和功能 2. SysTic定时器的4个寄存器 表1-12 表1-15 3. SysTic定时器编程（寄存器级别）。
P36代码1-10. 4. SysTic定时器编程（库函数级别）。
P36代码1-11. 库函数实现原理 P36代码1-12
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STM32的常规定时器分为三类，包括 1.高级控制定时器TIM1和TIM8 2.通用定时器TIM2、TIM3、TIM4、TIM5 3.基本定时器TIM6、TIM7 三种定时器功能 P39表1-16
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亮点嵌入式
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+ 选择NOR这个块连接TFT控制器，采用8080接口(接 口详细信息见液晶驱动板设计部分)。8080接口需 16跟数据线，可以用FSMC_D[15..0]做数据线。
+ 写信号是FSMC_NWE,读信号是FSMC_NOE。 + 地址信号的设置 + 液晶控制器RS信号的设置
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+ P48 1,3,5,7,8
V的含义为100pins,即100个管脚。 E表示512KB的FLASH。 T表示LQFP封装。 6 表示-40到85度的温度范围。
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1.1 STM32性能和结构 1.1.2 系统结构分析
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ห้องสมุดไป่ตู้
介绍gpio的八种工作模式特点及应用场景
标题：深度探讨GPIO的八种工作模式特点及应用场景在嵌入式系统中，GPIO（General Purpose Input/Output）是非常重要的接口，它可以在数字电路中扮演着非常重要的作用。
GPIO的工作模式多种多样，每种模式都有其特点和应用场景。
在本文中，我将深度探讨GPIO的八种工作模式特点以及在实际应用中的各种场景。
1. 输入模式- 简介：输入模式是最基础的GPIO工作模式，用于将外部信号输入到嵌入式系统中。
- 特点：具有高电平或低电平的状态，并能够接收外部传感器、开关等设备的信号。
- 应用场景：用于接收按钮、传感器等外部设备的输入信号，如温度传感器、光敏电阻等。
2. 输出模式- 简介：输出模式是将嵌入式系统中的数字信号输出到外部设备中。
- 特点：可以输出高电平或低电平的数字信号，控制外部设备的状态。
- 应用场景：用于控制LED灯、蜂鸣器、继电器等外部设备，实现各种实际应用。
3. 推挽输出- 简介：推挽输出是一种特殊的输出模式，可以输出较大的电流。
- 特点：输出信号可以直接驱动负载，不需要外部电路，具有较高的可靠性。
- 应用场景：用于驱动电机、舵机等高电流负载的驱动，如智能小车、机械臂等项目。
4. 开漏输出- 简介：开漏输出是一种适合于多路设备共享总线的输出模式。
- 特点：可用于实现多设备共享总线，并且可以实现硬件控制的通信协议。
- 应用场景：用于I2C、SPI等多设备共享总线的通信协议，以及控制LED显示器、LCD屏幕等设备。
5. 三态输出- 简介：三态输出是一种可以对外输出、内部拉高或拉低的输出模式。
- 特点：可以使输出引脚处于高阻态，避免对总线的冲突。
- 应用场景：多设备共享总线的通信协议中，避免总线冲突，保证通信的准确性。
6. 模拟输入- 简介：模拟输入模式是用于接收模拟信号的输入模式。
- 特点：可以接收模拟信号，并将其转换成数字信号，进行后续的处理。
- 应用场景：用于接收模拟传感器信号，如声音传感器、光线传感器等，进行模拟信号处理。
GPIO模式详解
GPIO模式详解GPIO（General-Purpose Input/Output）即通用输入输出口，是一种通用的数字输入输出接口。
在嵌入式系统中，GPIO被广泛应用于控制外围设备和传感器，如LED灯、按钮、蜂鸣器等。
GPIO具有灵活性强、适用范围广的特点，可以通过软件对其进行编程配置，从而实现各种功能。
GPIO的模式主要分为输入模式和输出模式两种。
1.输入模式：在输入模式下，GPIO被配置为接收外部信号的输入。
GPIO的输入信号可以是高电平（1）或低电平（0），也可以是无效信号（high impedance）。
在输入模式下，GPIO可以检测外部信号的变化，并将其转换为数字信号供处理器使用。
输入模式常见的应用场景：-按钮输入：将按钮连接到GPIO引脚，通过检测按钮的按下和释放事件来触发相应操作。
-传感器输入：将各种传感器连接到GPIO引脚，通过读取传感器的输出信号来获取环境信息。
-外部设备状态检测：连接到外部设备的引脚，通过读取外部设备的状态信号来判断设备是否工作正常。
2.输出模式：在输出模式下，GPIO被配置为向外部设备输出信号。
GPIO的输出信号可以是高电平（1）或低电平（0），也可以是高阻抗状态（高阻抗状态即断开与外部设备的连接）。
输出模式下，GPIO通过改变电平来控制外部设备的状态。
输出模式常见的应用场景：-LED控制：将LED连接到GPIO引脚，通过控制GPIO的电平来打开或关闭LED。
-舵机控制：将舵机连接到GPIO引脚，通过控制GPIO的电平来控制舵机的转动方向和角度。
-蜂鸣器控制：将蜂鸣器连接到GPIO引脚，通过控制GPIO的电平来触发蜂鸣器的鸣叫。
GPIO的模式配置需要通过软件编程实现，不同的平台和操作系统有不同的配置方法。
1.引脚选择：选择要配置的GPIO引脚，通常通过引脚编号或名称进行选择。
2.模式选择：选择要配置的模式，即输入模式还是输出模式。
3.状态设置：根据选择的模式，设置相应的状态，如输入模式下的上拉/下拉，输出模式下的高电平/低电平。
1_通用输入输出(GPIO)(免费下载).docx
目录第1章通用输入输出（GPIO） (1)1.1 GPIO 概述 (1)1.2 各种模式下的GPIO (2)1.3 GPIO库函数及例程 (4)第1章通用输入输出(GPIO)1.1 GPIO 概述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。
在Stellaris系列ARM 里,所有I/O 都是通用的，称为GPIO(General Purpose Input/Output )。
GPIO 模块由3 〜8 个物理GPIO 块组成，一块对应一个GPIO 端口( PA、PB、PC、PD、PE、PF、PG、PH )。
每个GPIO端口包含8个管脚，女口PA端口是PA0〜PA7。
GPIO模块遵循FiRM ( Foundation IP for Real-Time Microcontrollers )规范，并且支持多达60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：z 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）z 输入/输出可承受5Vz 在读和写操作中通过地址线进行位屏蔽z 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1.2各种模式下的GPIO在Stellaris系列ARM里，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 in put ）的三态缓冲器（U1）,并具有很高的输入等效阻抗。
gpio的推挽输出驱动电路设计
gpio的推挽输出驱动电路设计
GPIO的推挽输出驱动电路设计是指通过设计电路使得GPIO 能够输出高电平和低电平的信号，并能够驱动外部设备。
推挽输出是指输出信号可以同时提供高电平和低电平的能力。
推挽输出驱动电路通常包括一个NPN型晶体管和一个PNP型晶体管。
下面是一种常见的GPIO推挽输出驱动电路设计：
1. 将GPIO的输出端连接到PNP型晶体管的基极，配置为放大电路。
将PNP型晶体管的集电极连接到电源上，并通过一个负载电阻连接到地。
2. 将NPN型晶体管的基极连接到GPIO的输出端，配置为开关电路。
将NPN型晶体管的集电极连接到地，并将发射极连接到PNP型晶体管的基极。
3. 连接一个继电器或其他外部设备到PNP型晶体管的集电极和地之间。
继电器的控制端连接到NPN型晶体管的集电极和地之间。
这样设计的推挽输出驱动电路可以实现以下功能：
- 当GPIO输出低电平时，NPN型晶体管处于关闭状态，PNP 型晶体管处于导通状态。
继电器得到高电平信号，处于打开状态。
- 当GPIO输出高电平时，NPN型晶体管处于导通状态，PNP 型晶体管处于关闭状态。
继电器得到低电平信号，处于关闭状态。
该电路设计可以实现高电平和低电平的推挽输出，适用于需要驱动较大负载电流的场景。
设计时需要根据实际需要选择适当的晶体管和负载电阻，并结合所需的输入输出电平电流要求进行调整。
gpio输入输出实验中出现的问题与解答
知识专题: GPIO输入输出实验中出现的问题与解答作者：(您的名字)1. 概述在进行嵌入式系统或单片机的开发过程中，GPIO (General Purpose Input/Output) 输入输出实验是一个非常重要的环节。
然而，在实际操作中，往往会遇到各种各样的问题。
本文将针对GPIO输入输出实验中常见的问题进行分析和解答，希望能帮助读者更好地理解和解决相关问题。
2. 输入输出实验的基本原理让我们简要回顾一下GPIO输入输出实验的基本原理。
GPIO是单片机或嵌入式系统中用于与外部设备进行数据交换的引脚。
通过合理配置，可以使GPIO引脚既可以作为输入引脚，接收外部设备的信号；又可以作为输出引脚，向外部设备发送信号。
在实际应用中，我们常常需要通过GPIO实现按键输入、LED灯输出等功能。
3. 问题一：按键输入无响应的情况如何解决？在进行按键输入实验时，我们常常会遇到按键无响应的情况。
这个问题一般有以下几个可能的原因：- 第一，按键的硬件连接问题。
可能是按键没有连接到正确的GPIO引脚，或者按键的接线不良导致信号无法正常传输到单片机。
- 第二，软件配置问题。
可能是单片机的GPIO引脚没有正确配置为输入模式，或者没有进行上拉/下拉配置，导致无法正常读取按键的状态。
解决方案：针对硬件连接问题，我们需要仔细检查按键的引脚连接是否正确，以及按键是否正常工作。
针对软件配置问题，我们需要在程序中正确配置GPIO引脚的输入模式，并根据情况选择是否进行上拉/下拉配置。
还需要在程序中添加适当的延时和消抖处理，以确保按键输入的稳定性。
4. 问题二：LED灯输出无法正常显示的情况如何解决？在进行LED灯输出实验时，我们常常会遇到LED灯无法正常显示的情况。
这个问题一般有以下几个可能的原因：- 第一，LED灯的硬件连接问题。
可能是LED灯没有连接到正确的GPIO引脚，或者LED灯的电流限制电阻连接错误，导致电流无法正常通过LED灯。
gpio程序设计遇到的问题和解决方法
gpio程序设计遇到的问题和解决方法在GPIO（通用输入输出）程序设计中，我们常常会遇到一些问题，但通常这些问题都可以通过一些简单的方法解决。
下面我将介绍一些常见的GPIO程序设计问题以及对应的解决方法。
问题一：无法正确地读取GPIO输入值解决方法：首先，确保正确地配置了GPIO引脚的输入模式。
可以使用相关的库或者函数来配置引脚的输入模式，例如使用Linux系统中的sysfs接口来进行配置。
其次，检查是否正确地设置了引脚的电平状态。
有时候，我们需要使用上拉或下拉电阻来保证输入的稳定性。
最后，确保正确地读取GPIO输入值的方法，例如使用适当的库函数来读取引脚的电平状态。
问题二：无法正确地控制GPIO输出状态解决方法：首先，确认GPIO引脚已正确地设置为输出模式。
同样，使用相关的库或函数来配置引脚的输出模式。
其次，检查是否正确地设置了引脚的电平状态。
在控制GPIO输出时，我们需要确保正确地设置引脚的电平，以实现预期的输出。
最后，确保正确调用库函数或者是使用适当的方法来改变引脚的输出状态。
问题三：GPIO中断无法正常工作解决方法：出现GPIO中断无法正常工作的情况通常是因为中断配置错误。
首先，确保已正确地配置中断触发条件。
我们需要根据需求选择合适的中断触发方式，例如上升沿、下降沿或边沿触发。
同时，检查中断服务函数是否正确地编写，以确保它能够正确地处理中断事件。
此外，还需要确保中断优先级的设置合理，以避免冲突和错误。
总结：在GPIO程序设计中，我们常常遇到无法正确读取输入值、无法正常控制输出状态和中断无法正常工作等问题。
通过正确地配置引脚模式、电平状态以及触发条件，并根据需求正确编写相应的代码，这些问题都可以被有效解决。
同时，可以参考相关的文档、示例代码和论坛来获取更多关于GPIO程序设计的帮助和解决方案。
记住，仔细理解硬件规格和要求，并灵活应用程序设计技巧，将有助于解决GPIO程序设计中遇到的问题。
gpio对上升沿的要求
gpio对上升沿的要求GPIO对上升沿的要求引言：GPIO（通用输入输出）是嵌入式系统中非常重要的一个组成部分。
它允许开发人员通过程序控制嵌入式系统中的外设，如LED、传感器、开关等。
在嵌入式系统中，GPIO的边沿触发是一种常见的触发方式。
本文将详细介绍GPIO对上升沿触发的要求。
第一部分：什么是上升沿触发？上升沿触发是一种触发方式，它表示在一个信号从低电平（0V）变为高电平（3.3V 或5V）时触发相应的操作。
在嵌入式系统中，上升沿触发常用于检测外设的状态变化，如按键按下、传感器检测到某个事件等。
第二部分：GPIO对上升沿触发的要求是什么？1. 电压要求：在GPIO的上升沿触发中，电压是非常关键的。
通常情况下，嵌入式系统采用的电压为3.3V或5V。
因此，GPIO对上升沿触发的要求是输入电压必须从低电平过渡到高电平，且高电平的电压值必须达到一定的标准，如3.3V或5V。
在实际应用中，需要根据具体的芯片和外设的电压标准来进行设置和匹配。
2. 波形要求：在GPIO对上升沿触发的要求中，波形也是非常重要的。
通常情况下，上升沿应该是平缓且尽可能的快速。
过度的斜率或者波动可能会导致不稳定的电平，甚至引起误触发或错误的结果。
因此，设计上升沿触发时需要注意信号的衰减、串扰、干扰等问题，确保信号的质量。
3. 稳定时间要求：在GPIO对上升沿触发的要求中，稳定时间也是需要考虑的因素之一。
稳定时间指的是信号从低电平到高电平过程中，需要经过一个时间段来确保电平已经稳定。
在这个时间段内，外设的状态是不可靠的，可能会引起不确定的结果。
因此，需要根据具体的外设和芯片的要求来确定稳定时间。
第三部分：如何满足GPIO对上升沿触发的要求？1. 硬件设计：在满足GPIO对上升沿触发的要求方面，硬件设计是关键。
首先，需选择符合外设电压要求的GPIO引脚。
其次，需要合理设计电路，保证信号的质量。
例如，可以采用滤波电路来消除噪声和干扰。
gpio器件样式
GPIO（General-Purpose Input/Output）器件主要有以下几种样式：
P-MOS管和N-MOS管：GPIO具有“推挽输出”和“开漏输出”的模式。
这两个MOS管接管电路的输入信号是由GPIO的输出数据寄存器GPIOx_ODR提供的，也就是我们可以通过编程修改GPIOx_ODR寄存器的值从而影响该单元电路的输出。
常用的还用置位/复位寄存器GPIOx_BSRR和复位寄存器GPIOx_BRR，设置这两个寄存器后也能影响GPIOx_ODR，进而影响单元电路输出。
TTL肖特基触发器：GPIO引脚经过内部上/下拉电阻配置成上/下拉、或者浮空输入，然后连接到触发器。
信号经过触发器后，模拟信号转化为0和1的数字信号，然后存储在输入寄存器GPIOx_IDR中，通过读取GPIOx_IDR寄存器就可以知道GPIO的电平状态。
总的来说，在硬件领域中，这两种类型的GPIO器件使用最为常见，建议咨询硬件专业人士获取更多相关方面的知识。
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0
0
1
1
0
00
不使用
不使用
0
1
输出模式位
MODE[1:0]
意义
00
保留
01
最大输出速度为10MHz
10
最大输出速度为2MHz
11
最大输出速度为50MHz
端口配置低寄存器(GPIOx_CRL) (x=A..E)
• 偏移地址：0x00 • 复位值：0x4444 4444
位 31:30 27:26 23:22 19:18 15:14 11:10 7:6 3:2
• 位15:0 • BSy: 设置端口x的位y (y = 0…15) (Port x Set
bit y)这些位只能写入并只能以字(16位)的形式 操作。0：对对应的ODRy位不产生影响1：设置对 应的ODRy位为1
端口位清除寄存器(GPIOx_BRR)
• 地址偏移：0x14 • 复位值：0x0000 0000
这些位可读可写并只能以字(16位)的形式操作。 注：对GPIOx_BSRR(x = A…E)，可以分别地对各 个ODR位进行独立的设置/清除。
端口位设置/清除寄存器(GPIOx_BSRR)
• 地址偏移：0x10 • 复位值：0x0000 0000
位31:16
• BRy: 清除端口x的位y (y = 0…15) (Port x Reset bit y)这些位只能写入并只能以字(16位) 的形式操作。0：对对应的ODRy位不产生影响1： 清除对应的ODRy位为0注：如果同时设置了BSy和 BRy的对应位，BSy位起作用。
• 位31:17保留。 • 位16 • LCKK：锁键 (Lock key)该位可随时读出，它只可通过锁
键写入序列修改。0：端口配置锁键位激活1：端口配置锁 键位被激活，下次系统复位前GPIOx_LCKR寄存器被锁住。
• 锁键的写入序列：写1 -> 写0 -> 写1 -> 读0 -> 读1 • 最后一个读可省略，但可以用来确认锁键已被激活。 • 注：在操作锁键的写入序列时，不能改变LCK[15:0]的值。
位29:28 25:24 21:20 17:16 13:12 9:8 5:4 1:0
MODEy[1:0]：端口x的模式位(y = 0…7) (Port x mode bits) 软件通过这些位配置相应的I/O端口。 00：输入模式(复位后的状态) 01：输出模式，最大速度10MHz 10：输出模式，最大速度2MHz 11：输出模式，最大速度50MHz
• 位31:16保留。 • 位15:0 • BRy: 清除端口x的位y (y = 0…15) (Port x
Reset bit y)这些位只能写入并只能以字(16位) 的形式操作。0：对对应的ODRy位不产生影响1： 清除对应的ODRy位为0
端口配置锁定寄存器(GPIOx_LCKR)
当执行正确的写序列设置了位16(LCKK)时，该寄存 器用来锁定端口位的配置。
CNFy[1:0]：端口x配置位(y = 8…15) (Port x
config-uration bits) 软件通过这些位配置相应的I/O端口。在输入模式 (MODE[1:0]=00)： 00：模拟输入模式 01：浮空输入模式(复位后的状态) 10：上拉/下拉输入模式 11：保留 在输出模式(MODE[1:0]>00)： 00：通用推挽输出模式 01：通用开漏输出模式 10：复用功能推挽输出模式 11：复用功能开漏输出模式
位[15:0]用于锁定GPIO端口的配置。在规定的写入 操作期间，不能改变LCKP[15:0]。当对相应的端 口位执行了 LOCK序列后，在下次系统复位之前将 不能再更改端口位的配置。
• 每个锁定位锁定控制寄存器(CRL, CRH)中相应的4 个位。
• 地址偏移：0x18 • 复位值：0x0000 0000
• 00：输入模式(复位后的状态) • 01：输出模式，最大速度10MHz • 10：输出模式，最大速度2MHz • 11：输出模式，最大速度50MHz
端口输入数据寄存器(GPIOx_IDR)
• 地址偏移：0x08 • 复位值：0x0000 XXXX
• 位31:16保留，始终读为0。 • 位15:0 IDRy[15:0]：端口输入数据(y = 0…15)
端口配置高寄存器(GPIOx_CRH)
• 偏移地址：0x04 • 复位值：0x4444 4444
位 31:30 27:26 23:22 19:18 15:14 11:10 7:6 3:2
• CNFy[1:0]：端口x配置位(y = 8…15) 软件通过 这些位配置相应的I/O端口。
在输入模式(MODE[1:0]=00)： • 00：模拟输入模式 • 01：浮空输入模式(复位后的状态) • 10：上拉/下拉输入模式 • 11：保留 在输出模式(MODE[1:0]>00)：
• 00：通用推挽输出模式 • 01：通用开漏输出模式 • 10：复用功能推挽输出模式 • 11：复用功能开漏输出模式
位29:28 25:24 21:20 17:16 13:12 9:8 5:4 1:0
• MODEy[1:0]：端口x的模式位(y = 8…15) 软件通 过这些位配置相应的I/O端口。
操作锁键写入序列中的任何错误将不能激活锁键。
位15:0
• LCKy: 端口x的锁位y (y = 0…15) 这些位可读可 写但只能在LCKK位为0时写入。
• 0：不锁定端口的配置 • 1：锁定端口的配置
(Port input data)这些位为只读并只能以字(16 位)的形式读出。读出的值为对应I/O口的状态。
端口输出数据寄存器(GPIOx_ODR)
• 地址偏移：0Ch • 复位值：0x0000 0000
• 位31:16保留，始终读为0。 • 位15:0ODRy[15:0]：端口输出数据(y = 0…15)
GPIO 设计
配置模式
通用 输出
复用 功能 输出
输入
推挽(Push-Pull) 开漏(Open-Drain) 推挽(Push-Pull) 开漏(Open-Drain)
模拟输入 浮空输入 下拉输入 上拉输入
CNF1 CNF0 MODE100 Nhomakorabea1
1
0
1
MODE0
PxODR寄 存器
0 或1 0 或1 不使用