【嵌入式实践】【芝麻】【硬件篇-4】从0到1给电动车添加指纹锁：IO电路简单介绍

0. 前言

该项目是基于stm32F103和指纹模块做了一个通过指纹锁控制电动车的小工具。支持添加指纹、删除指纹，电动车进入P档等待时计时，计时超过5min则自动锁车，计时过程中按刹车可中断P档状态，同时中断锁车计时。改项目我称之为“芝麻”，取自芝麻开门（明明是车，哪里来的“门”，因为插钥匙的地方被修车师傅称之为“电门锁”）。

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软件、硬件、机械原件存放位置：zhima: 电动车改装 - 指纹锁，芝麻开门

1. 目标

本项目主要使用到了GPIO的数字信号输入和数字信号输出功能，比较简单。本文也是主要对这两种GPIO操作做介绍

2. 输入输出模式简介：

2.1 输入模式

        1）浮空输入(GPIO_Mode_IN_FLOATING)：引脚既不接高电平也不接低电平，由于逻辑器件内部结构的原因，该模式下引脚相当于接了高电平。但实际应用中不建议使用浮空状态，因为这样容易受到外界干扰。
        2）上拉输入(GPIO_Mode_IPU)：此模式下，引脚通过内置的上拉电阻连接到电源，使得引脚电平被“拉”向高电平状态。
        3）下拉输入(GPIO_Mode_IPD)：与上拉输入相反，引脚通过内置的下拉电阻接地，使得引脚电平被“拉”向低电平状态。
        4）模拟输入(GPIO_Mode_AIN)：用于读取模拟信号，输入的信号不经过数字电路，保持原始模拟信号的特性。

2.2 输出模式

5）开漏输出(GPIO_Mode_Out_OD)：在该模式下，引脚相当于一个开关，当开关闭合时，引脚通过外部电路连接至地，从而决定引脚的电平状态。
6）推挽输出(GPIO_Mode_Out_PP)：推挽输出模式下，单片机能够直接驱动引脚至高电平或低电平状态，不需要外部电路参与。
7）复用功能开漏输出(GPIO_Mode_AF_OD)：该模式允许GPIO口作为外设的替代功能（如USART、I2C等）使用，同时具有开漏输出的特性。
8）复用功能推挽输出(GPIO_Mode_AF_PP)：类似于开漏复用功能，但是提供推挽输出，即可以直接驱动引脚电平。

3. 电路介绍

3.1 P档输入

P档输入选择的模式是：下拉输入。下拉输入的特点是，如果没有信号输入时，读取到的引脚值默认为低电平。而我们这里当电动车进入P档时，P_IN引脚就会为高电平，我们也是通过判断PB0引脚是否为高电平来判断电动车是否进入了P档。如果我们选择的是上拉输入，那么我们PB0引脚就会一直为高电平，不能正确判断输入的信号。

说明，R15为限流电阻，放置PB0有大电流输入烧坏芯片。