RP2040 GPIO 全解：分组、功能选择、电气特性、中断触发，全是开发干货-育师

GPIO 接口和外设

RP2040 具有 36 个多功能通用输入/输出引脚，分为两组：

QSPI 组：共 6 个引脚 QSPI_SS、QSPI_SCLK 和 QSPI_SD0 到 QSPI_SD3（负责连外部 Flash，平时是 “专用插座”，用来读 Flash 里的程序）；
**用户组（GPIO0~GPIO29）**：这是我们编程常用的 “通用插座”，能接各种设备。其中 GPIO26~29 还额外支持 “模拟输入”（能接温度传感器、电位器这类输出模拟信号的设备）。

每个 GPIO 都可以由处理器上运行的软件或许多其他功能块直接控制。

1.功能选择

一个示例 IO 的逻辑结构如图所示：

图 2.40 RP2040 芯片 GPIO 功能选择逻辑架构图：左边的 PIO、SPI 等模块通过 “功能选择器” 选一个，经信号反转 / 强制逻辑后，要么输出信号到引脚，要么接收引脚输入，还能触发中断。

其中，每个 GPIO 都可以由多个外设中的一个来控制（即每个 GPIO 引脚都能切换成不同的功能），或者由 SIO 中的软件控制寄存器来控制：

你可以通过 “FUNCSEL” 这个 “功能开关”（写 GPIO 的 CTRL 寄存器），选择当前引脚要当什么用（比如把 GPIO0 设为 SPI0 的接收引脚）；
引脚的信号还能 “反转”（比如原本输出高电平，反转后变成低电平），或者强制设为固定的高低电平；
注意：一个引脚同时只能选一个功能，一个外设（比如 UART0 的接收）也只能连一个引脚 —— 像 “一个插座同时只能插一个电器，一个电器也只能插一个插座”。

分配给每个 GPIO 的函数是通过写入 GPIO 的 CTRL 寄存器中的 FUNCSEL 字段来选择的。以 GPIO0_CTRL 为例，每个 IO 上的可用功能见下表：

图 2.41 RP2040 芯片 GPIO 功能复用控制图（0-20）

图 2.42 RP2040 芯片 GPIO 功能复用控制图（21-29）
每个 GPIO 都可以同时选择一个函数。同样地，每个外设输入（例如 UART0 RX）一次只能在一个 GPIO 上进行选择。如果相同的外设输入连接到多个 GPIO，则外设输入将看到这些 GPIO 输入的逻辑 OR。

GPIO bank 的功能说明如下：

图 2.43 GPIO bank 功能图

通用输入/输出（GPIO）QSPI bank 功能说明如下：

图 2.44 QSPI 接口引脚功能映射表（SCK、CSn、SD0）

图 2.45 QSPI 接口引脚功能映射表（SD1、SD2、SD3）
这是 RP2040 的 QSPI 组引脚功能选项表，展示了 QSPI_SCK、QSPI_CSn、QSPI_SD0~SD3 这 6 个引脚的可用功能：每个引脚默认对应 “XIP” 功能（用于连接外部 Flash，实现从 Flash 直接执行程序），同时都支持 “SIO” 功能，可切换为软件控制的普通 GPIO 使用。

GPIO QSPI bank 功能说明如下：

图 2.46 GPIO QSPI bank 功能配置图：“XIP” 是连接外部 Flash 的同步串行接口，让芯片能直接从 SPI / 双 SPI/Quad-SPI Flash 中执行程序；“SIO” 是软件控制 GPIO 的功能，选择该功能后，可通过专门的寄存器控制这些引脚，且能随时读取引脚的状态。
六个 QSPI Bank GPIO 引脚通常被 XIP 外设用于与外部闪存设备通信。然而，有两种情况下，这些引脚可以用作软件控制的 GPIO：