STM32F10X管脚在STM32F103ZET6上共有7组IO端口，每组有16个IO端口，分别为GPIOA~GPIOG，每组分别为PA0到PA16，STM 32 f 103 ref 它们分别是GPIOA到GPIOD，不同的是这种芯片，这就是一般的F1系列芯片引脚，其中大部分不仅可以作为GPIO使用，还可以作为串行引脚(USART、勤快哆啦A梦等外围功能引脚)进行复用
GPIO的基本结构和动作方式I/O端口位的基本结构
与51相比，STM32的IO端口非常复杂，因此使用起来也非常困难。 首先是STM32的IO端口
软件可以由以下八种模式组成：
(1) GPIO_Mode_IN_FLOATING输入浮动模式
)2) GPIO_Mode_IPU输入上拉模式
(3) GPIO_Mode_IPD输入下拉模式
(4) GPIO_Mode_AIN模拟输入模式
)5)打开/关闭GPIO_Mode_Out_OD输出模式
(6) GPIO_Mode_AF_OD开放泄漏复用输出模式
(7) GPIO_Mode_Out_PP推挽输出模式
(8) GPIO_Mode_AF_PP推挽复用模式
输入浮空模式
在这种状态下，I/O端口的电平信号进入输入数据寄存器。 此时的I/O电平信号不确定，完全由外部输入决定。 如果此管脚悬浮在空中(没有信号输入)，则读取该端口的级别是不确定的。 电压有不确定性。
输入上拉模式
上拉是指将不确定的信号引入一定的值。 如上图所示，来自I/O端口的信号通过上拉电阻被引入VDD。 因此，与浮动输入相比，在I/O端口悬空的状态下，可以将输入端的电平保持为高电平。
输入下拉模式
下拉与上拉相同，通过I/O端口的信号被下拉电阻拉至VSS，在I/O端口悬空的状态下，可以将输入端的电平保持在低电平。
模拟输入模式
在模拟输入模式下，I/O端口模拟信号(电压信号而不是电平信号)直接模拟输入到片上外围模块，如ADC模块。
开路漏极输出模式
输出寄存器的‘0’激活N-MOS，输出寄存器的‘1’使端口进入高阻抗状态(P-MOS不被激活)。
N-MOS管，当设置输出的值为高电平的时候，N-MOS管处于关闭状态，此时I/O端口的电平就不会由输出的高低电平决定，而是由I/O端口外部的上拉或者下拉决定；当设置输出的值为低电平的时候，N-MOS管处于开启状态，此时I/O端口的电平就是低电平。
因此，开路漏极输出只能输出强低电平，高电平必须通过外部电阻来提高。
开路漏极多路输出模式
开路漏极多路复用与开路漏极类似，只是电平信号的来源来自片上外围设备模块，而不是如图所示的CPU输出数据寄存器。
推挽输出模式
输出寄存器的‘0’激活N-MOS，输出寄存器的‘1’激活P-MOS。
P-MOS管和N-MOS管，当设置输出的值为高电平的时候，P-MOS管处于开启状态，N-MOS管处于关闭状态，此时I/O端口的电平就由P-MOS管决定：高电平；当设置输出的值为低电平的时候，P-MOS管处于关闭状态，N-MOS管处于开启状态，此时I/O端口的电平就由N-MOS管决定：低电平。
从而，推挽输出可以输出强高低电平，连接数字设备。
推挽多路输出模式
推挽复用类似于推挽，但电平信号的来源不是来自如图所示的CPU的输出数据寄存器，而是来自片上外围设备的模块。
GiO功能是漂浮在空中的总结，顾名思义是漂浮在空中。 上面用绳子拉会上升，下面用绳子拉会下沉。
进行泄漏是指输出端口上连接了NPN晶体管，且仅连接了e。 b. c极是开放的。 可以将电阻连接到3.3V，也可以将电阻连接到5V。 这样，输出1时既可以是5V的电压，也可以是3.3V的电压。 但是，不连接电阻上拉时，无法实现该输出高度。
推挽是指有推有拉，随时确定IO端口的电平，不需要上拉和下拉电阻。
推挽电路是两个参数相同的晶体管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中，分别负责正负半周的波形放大。 电路工作时，对称的2根功率开关管一次只导通1个，因此导通损耗小，效率高。 输出既可以使电流通过负载，也可以从负载中引出电流。 推挽型输出级在提高电路负载能力的同时，提高开关速度。
开路漏极输出：的输出端相当于晶体管的集电极，需要上拉电阻才能获得高电平状态，适合电流型驱动，吸收电流的能力相对较高(通常在20ma以内)。
开路泄漏形式的电路具有以下特点。
利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。 IC内部的MOSFET导通时，驱动电流从外部的VCC流向R pull-up，从MOSFET流向GND。 IC内部只需要非常低的栅极驱动电流。 一般来说，开路漏极用于连接不同等级的器件并匹配等级。 开路漏极引脚上不连接外部上拉电阻的话，只能输出低电平，所以需要同时具备输出高电平的功能时，需要连接上拉电阻。 具有通过改变上拉电源的电压，可以改变传输电平的优秀优点。 例如可以通过施加上拉电阻来提供
TTL/CMOS电平输出等。（上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小，所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。）OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。补充：什么是“线与”？：在一个结点(线)上, 连接一个上拉电阻到电源 VCC 或 VDD 和 n 个 NPN 或 NMOS 晶体管的集电极 C 或漏极 D, 这些晶体管的发射极 E 或源极 S 都接到地线上, 只要有一个晶体管饱和, 这个结点(线)就被拉到地线电平上. 因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS),晶体管就会饱和, 所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非 NOR 逻辑. 如果这个结点后面加一个反相器, 就是或 OR 逻辑.
其实可以简单的理解为：在所有引脚连在一起时，外接一上拉电阻，如果有一个引脚输出为逻辑0，相当于接地，与之并联的回路“相当于被一根导线短路”，所以外电路逻辑电平便为0，只有都为高电平时，与的结果才为逻辑1。
由于浮空输入一般多用于外部按键输入，结合图上的输入部分电路，我理解为浮空输入状态下，IO的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的。
上拉输入/下拉输入/模拟输入：这几个概念很好理解，从字面便能轻易读懂。
复用开漏输出、复用推挽输出：可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IO口使用）
最后总结下使用情况：
在STM32中选用IO模式
（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（I2C的SCL,SDA）
（8）复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）
STM32设置实例：
（1）模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD，接上拉电阻，能够正确输出0和1；读值时先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)；拉高，然后可以读IO的值；使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；
（2）如果是无上拉电阻，IO默认是高电平；需要读取IO的值，可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD；
STM32的每个 IO 口可以自由编程，但 IO 口寄存器必须要按 32 位字被访问。STM32 的每个 IO 端口都有 7 个寄存器来控制。他们分别是：配置模式的 2 个 32 位的端口配置寄存器 CRL 和 CRH；2 个 32 位的数据寄存器 IDR 和 ODR；1 个 32 位的置位/复位寄存器BSRR；一个 16 位的复位寄存器 BRR；1 个 32 位的锁存寄存器 LCKR。
CRL 和 CRH 控制着每个 IO 口的模式及输出速率。
参考资料：
《STM32不完全手册》-GPIO介绍
《STM32中文参考手册_V10》-第8章通用和复用功能IO(GPIO和AFIO )
https://blog.csdn.net/qq_38410730/article/details/79858906
http://www.openedv.com/posts/list/21980.htm