还是拿华大32位单片机来说明，其实大家普遍都是一个样子结构

上文器件解析：

1、保护二极管：防止I/O引脚外部过高、过低的电压输入，防止不正常电压引入芯片导致芯片烧毁。具体可以看之前的文章有做详细说明

2、开关：开关为TTL肖特基触发器，将模拟信号转化为0和1的数字信号，但当GPIO作为ADC采集电压通道时，此时信号不再经过触发器进行TTL电平转换。

3、P-MOS、N-MOS：单元电路使得GPIO具有“推挽输出”和“开漏输出”的功能
 

4种输入模式

32具有浮空输入、上拉输入、下拉输入和模拟输入4种输入模式。

浮空输入模式，I/O端口的电平信号由外部输入决定，电平状态不确定，浮空输入通常用于配置USART的RX引脚，如下图所示：

上拉输入模式，I/O端口电平状态保持在高电平，当输入低电平时，电平状态变为低电平，最终进入输入数据寄存器，如下图所示：

下拉输入模式，I电平状态保持在低电平，当输入高电平时，电平状态白变成高电平，最终进入输入数据寄存器，如下图所示：

3个IO口的4×4键盘电路.pdf

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模拟输入模式，I/O端口的模拟信号（电压信号，而非电平信号）直接模拟输入到片上外设模块，比如ADC模块等。模拟输入通常应用于ADC模拟输入，或者低功耗下省电等情景，如下图所示：

4种输出模式

开漏输出模式，通过配置置位/复位寄存器或者输出数据寄存器的值，控制N-MOS管，输出到I/O端口。开漏输出只可以输出强低电平，高电平得靠外部电阻拉高，

推挽输出模式，通过配置置位/复位寄存器或者输出数据寄存器的值，控制P-MOS管和N-MOS管，输出到I/O端口。推挽输出可以输出强高、低电平，如下图所示： 

 复用功能开漏输出模式、复用功能推挽输出模式的原理和开漏输出模式、推挽输出模式原理基本一致，只不过利用片上外设模块的复用功能输出来决定的（通信接口（SPI，UART，I 2 C，USB，CAN，LCD等）、定时器、调试接口等复用）。复用功能开漏输出通常用于TX1、MOSI、MISO等引脚的配置，复用功能推挽输出通常用于I2C的SCL、SDA。

注意：知道所有GPIO功能后，对于应用场景我们就要自己学会判断什么时候用什么模式，值得说明的是，对于低功耗场景，进入休眠时候我们可以将IO配置成模拟输入，避免电流泄露