在Cortex-M4和Cortex-M3里，對于GPIO的配置模式有8種：
（1）模擬輸入：GPIO_Mode_AIN
（2）輸入浮空：GPIO_Mode_IN_FLOATING
（3）輸入下拉：GPIO_Mode_IPD
（4）輸入上拉：GPIO_Mode_IPU
（5）開漏輸出：GPIO_Mode_Out_OD
（6）推挽輸出：GPIO_Mode_Out_PP
（7）復用開漏輸出：GPIO_Mode_AF_OD
（8）復用推挽輸出：GPIO_Mode_AF_PP

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最常用的是推挽輸出、開漏輸出、上拉輸入這三種。

（1）推挽輸出
推挽電路可以輸出高,低電平,連接數字器件。他是由是兩個參數相同的三極管或MOSFET，以推挽方式存在于電路中，各負責正負半周的波形放大任務，電路工作時，兩只對稱的功率開關管每次只有一個導通，所以導通損耗小、效率高。輸出既可以向負載灌電流，也可以從負載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負載能力，又提高開關速度。
詳細講解：

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如圖所示，推挽放大器的輸出級有兩個“臂”（兩組放大元件），一個“臂”的電流增加時，另一個“臂”的電流則減小，二者的狀態輪流轉換。對負載而言，好像是一個“臂”在推，一個“臂”在拉，共同完成電流輸出任務。當輸出高電平時，也就是下級負載門輸入高電平時，輸出端的電流將是下級門從本級電源經VT3拉出。這樣一來，輸出高低電平時，VT3一路和VT5一路將交替工作，從而減低了功耗，提高了每個管的承受能力。又由于不論走哪一路，管子導通電阻都很小，使RC常數很小，轉變速度很快。因此，推拉式輸出級既提高電路的負載能力，又提高開關速度。
簡易圖：

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圖中比較器輸出高電平時下面的PNP三極管截止，而上面NPN三極管導通，輸出電平VS+；當比較器輸出低電平時則恰恰相反，PNP三極管導通，輸出和地相連，為低電平。
(2)開漏輸出

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圖中開漏輸出簡易圖，需要接上拉。
開漏輸出的輸出端相當于三極管的集電極. 要得到高電平狀態需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅動,其吸收電流的能力相對強(一般20ma以內).
開漏形式的電路有以下幾個特點：
1.利用外部電路的驅動能力，減少IC內部的驅動。當IC內部MOSFET導通時，驅動電流是從外部的VCC流經R pull-up ，MOSFET到GND。IC內部僅需很下的柵極驅動電流。
2.一般來說，開漏是用來連接不同電平的器件，匹配電平用的，因為開漏引腳不連接外部的上拉電阻時，只能輸出低電平，如果需要同時具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的一個優點是通過改變上拉電源的電壓，便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。（上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉換的沿的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以負載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。）
3.OPEN-DRAIN提供了靈活的輸出方式，但是也有其弱點，就是帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負載充電，所以當電阻選擇小時延時就小，但功耗大；反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求，則建議用下降沿輸出。
4.可以將多個開漏輸出的Pin，連接到一條線上。通過一只上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成“與邏輯”關系。這也是I2C，SMBus等總線判斷總線占用狀態的原理。補充：什么是“線與”？：
在一個結點(線)上,連接一個上拉電阻到電源VCC或VDD和n個NPN或NMOS晶體管的集電極C或漏極D,這些晶體管的發射極E或源極S都接到地線上,只要有一個晶體管飽和,這個結點(線)就被拉到地線電平上.因為這些晶體管的基極注入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS),晶體管就會飽和,所以這些基極或柵極對這個結點(線)的關系是或非NOR邏輯.如果這個結點后面加一個反相器,就是或OR邏輯.
其實可以簡單的理解為：在所有引腳連在一起時，外接一上拉電阻，如果有一個引腳輸出為邏輯0，相當于接地，與之并聯的回路“相當于被一根導線短路”，所以外電路邏輯電平便為0，只有都為高電平時，與的結果才為邏輯1。
（3）浮空輸入

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在這張圖上，虛線框部分處于不工作狀態，尤其是下半部分的輸出電路，實際上是與端口處于隔離狀態。
黃色的高亮部分顯示了數據傳輸通道，外部的電平信號通過左邊編號1的I/O端口進入STM32，經過編號2的施密特觸發器的整形送入編號3的“輸入數據寄存器”，在“輸入數據寄存器”的另一端（編號4），CPU可以隨時讀出I/O端口的電平狀態。
（4）模擬輸入

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信號從右邊編號1的端口進入，從左邊編號2的一端直接進入ADC模塊。所有的上拉、下拉電阻和施密特觸發器，均處于斷開狀態，因此“輸入數據寄存器”將不能反映端口上的電平狀態，也就是說，模擬輸入配置下，CPU不能在“輸入數據寄存器”上讀到有效的數據。
（5）下拉輸入

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輸入下拉模式：數據通道的下部，介入了一個下拉電阻，根據STM32的數據手冊，這個下拉電阻阻值也是介于30k～50k歐姆。
（6）上拉輸入

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與前面的浮空輸入模式相比，僅僅是在數據通道上不，接入了一個上拉電阻，根據STM32的數據手冊，這個上拉電阻阻值介于30k～50k歐姆。同樣，CPU可以隨時在“輸入數據寄存器”的另一端，讀出I/O端口的電平狀態。
（7）復用開漏輸出
可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況（即并非作為通用IO口使用）
（7）復用推挽輸出
可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況（即并非作為通用IO口使用）
參考鏈接：
http://www.openedv.com/posts/list/32730.htm