每次做项目，针对硬件工程师给出的电路图，都需要选择不同的GPIO模式，没有深究，总是记不住。以下为记录的资料，方便之后查阅。
对于GPIO的配置种类有8种：
（1）GPIO_Mode_AIN 模拟输入
（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入
（3）GPIO_Mode_IPD 下拉输入
（4）GPIO_Mode_IPU 上拉输入
（5）GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出
（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
（7）GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出
（8）GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出
一共是4个输入、2个输出、2个复用输出。平时接触的最多的也就是推挽输出、开漏输出、上拉输入这三种。
I/O内部基本结构图如下
1、浮空输入模式：
图中红色线条表示了数据的传输通道，下半部分的输出电路是处于不工作状态，外部的电平信号经过右侧编号1的I/O端口进入STM32内部，经过编号2的施密特触发器以后进入输入数据寄存器，在编号4处，CPU通过内部的数据总线可以随时独处I/O端口的电平变化状态。
2、上拉输入模式，下拉输入模式
与之前的浮空输入相比，上拉输入仅仅是在数据通道上面，接入了一个上拉电阻。根据数据手册，这个上拉电阻阻值在30K到50K之间。同样，CPU可以随时在输入数据寄存器的另一端，通过内部的数据总线读出端口电平变化。下拉输入就是接入了下拉电阻，结构图就不列出了。功能是一样的。上拉电阻就是保证无信号输入时，端口输入信号为高电平。下拉电阻就是保证无信号输入时，端口输入信号为低电平。
3、模拟输入
配置为模拟输入模式时，信号从右侧端口进入，从2号直接进入STM32的AD模块。这时施密特触发器处于关断状态，输入数据寄存器就不能反映I/O端口上的电平状态了。也就不能直接读取端口电平状态了。
4、开漏输出、推挽输出
开漏输出：当CPU 在编号1 端通过“位设置/ 清除寄存器”或“输出数据寄存器”写入数据后，该数据位将通过编号2的输出控制电路传送到编号4 的I/O端口。如果CPU 写入的是逻辑“1 ”，则编号3 的N-MOS管将处于关闭状态，此时I/O 端口的电平将由外部的上拉电阻决定。如果CPU 写入的是逻辑“0 ”，则编号3的N-MOS管将处于开启状态，此时I/O端口的电平被编号3 的N-MOS管拉到了“地”的零电位。
在图中的上半部，施密特触发器处于开启状态，这意味着CPU 可以在“输入数据寄存器”的另一端，随时可以监控I/O端口的状态，通过这个特性，还可以实现了虚拟的I/O端口双向通信：假如CPU 输出逻辑“1 ”。由于编号3 的N-MOS管处于关闭状态，I/O 端口的电平将完全由外部电路决定，因此，CPU 可以在“输入数据寄存器”读到外部电路的信号，而不是它自己输出的逻辑“1 ”。
GPIO口的输出模式下，有3 种输出速度可选(2MHz 、10MHz和50MHz) ，这个速度是指GPIO口驱动电路的响应速度，而不是输出信号的速度，输出信号的速度与程序有关（芯片内部在I/O口的输出部分安排了多个响应速度不同的输出驱动电路，用户可以根据自己的需要选择合适的驱动电路）。通过选择速度来选择不同的输出驱动模块，达到最佳的噪声控制和降低功耗的目的。高频的驱动电路，噪声很高 。当我们的项目不需要比较高的输出频率时，请选用低频驱动电路，这样非常有利于提高系统的EMI 性能。当然如果我们的项目要求输出较高频率的信号,但却选用了较低频率的驱动模块，很可能会得到比较失真的输出信号。
推挽输出：GPIO的推挽输出模式是在开漏输出模式的基础上，在“输出控制电路”之后，增加了一个P-MOS管。当CPU输出逻辑“1 ”时，编号3 处的P-MOS管导通，而下方的N-MOS管截止，达到输出高电平的目的；当CPU输出逻辑“0 ”时，编号3 处的P-MOS管截止，而下方的N-MOS管导通，达到输出低电平的目的。在这个模式下，CPU 仍然可以从“输入数据寄存器”读到该IO端口电压变化的信号。
所以两者之间的区别就在于图中黑色框的区域部分。
5、推挽复用输出、开漏复用输出
GPIO的开漏复用输出模式与开漏输出模式的工作原理基本相同，不同的是编号为2 的输入的源不同，它是和复用功能的输出端相连，此时的“输出数据寄存器”被输出通道给断开了。从上面的这个图，我们还可以看到CPU同样可以从“输入数据寄存器”读取到外部IO端口变化的电平信号。
编号2“输出控制电路” 输入是与复用功能的输出端相连，片上外设的输出信号直接与“输出控制电路”的输入端连接。我们将GPIO配置成复用输出功能后，假如相应的外设模块没有被激活，那么此时IO端口的输出将不确定。其它部分原理与前面叙述的模式一样，包括两者之间的区别也是P-MOS。
（1） 浮空输入_IN_FLOATING ——浮空输入，可以做KEY识别，RX1
（2）带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入
（3）带下拉输入_IPD—— IO内部下拉电阻输入
（4） 模拟输入_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电
（5）开漏输出_OUT_OD ——IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能
（6）推挽输出_OUT_PP ——IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是未知的
（7）复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能（TX1,I2C的SCL,SDA）
（8）复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能（MOSI,MISO.SCK.SS）
通常有5种方式使用某个引脚功能，它们的配置方式如下：
1）作为普通GPIO输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
2）作为普通GPIO输出：根据需要配置该引脚为推挽输出或开漏输出，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
3）作为普通模拟输入：配置该引脚为模拟输入模式，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。
4）作为内置外设的输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时使能该引脚对应的某个复用功能模块。
5）作为内置外设的输出：根据需要配置该引脚为复用推挽输出或复用开漏输出，同时使能该引脚对应的所有复用功能模块。
如果有多个复用功能模块对应同一个引脚，只能使能其中之一，其它模块保持非使能状态。