GPIO三重模式全解析：普通IO、AGPIO、Wakeup IO的应用之道

GPIO不仅是数字信号的“搬运工”，更是系统设计的“多面手”。本文聚焦其普通IO、AGPIO和Wakeup IO三种模式，揭示如何根据场景需求灵活切换，最大化硬件效能。

本文特别分享Air780EPM的GPIO使用注意事项及硬件设计要点，产品手册、原理图、应用示例等资料持续更新开放。

一、GPIO复用表及LuatIO配置工具

Air780EPM模组共支持38个GPIO和3个WAKEUP唤醒管脚。

38个GPIO口本身有多重复用功能，大家需要根据实际应用进行选择配置；

38个GPIO中，又可分为普通GPIO和AGPIO；

3个WAKEUP管脚，用于低功耗模式/PSM+模式下的休眠唤醒。

可视化GPIO复用初始化配置工具——LuatIO，配置简单便捷。

GPIO功能复用表：https://docs.openluat.com/air780epm/luatos/hardware/design/gpio/

LuatIO工具使用教程：https://docs.openluat.com/air780epm/common/luatio/

二、三类GPIO主要特性

Air780EPM的GPIO口根据不同的特性，可以分为三种类型：

普通IO

AGPIO

Wakeup IO

不同特性的GPIO，其驱动能力以及在低功耗模式/PSM+模式下的表现区别比较大，在使用这些特性的GPIO时尤其要注意。

AGPIO也常被写作为：AONGPIO、AON_GPIO，下文均以AGPIO的写法进行描述。

2.1 普通IO

Air780EPM大部分管脚为普通GPIO（GPIO复用表格中灰色底色的IO）；

Air780EPM系统为了在休眠模式下有极致的低功耗性能，会在模组进入休眠/深休眠模式时，关闭GPIO供电(VDD_EXT)，因此会导致所有以VDD_EXT为电源域的GPIO会进入下电状态。

在使用普通GPIO时，要尤其注意在休眠状态下GPIO的掉电状态对控制外设造成的误动作风险。

2.2 AGPIO

AGPIO管脚为休眠可保持管脚（GPIO复用表格中绿色底色IO管脚）。

这类管脚电源域为长保持的LDO_AONIO电源（为内部电源，模组外部不可测量），这类电源在模组低功耗模式/PSM+下，仍然能够保持供电，因此AGPIO管脚在休眠状态下能够保持电平。

AGPIO管脚可以用于休眠状态下，仍然需要保持工作状态的外设。

2.3 Wakeup IO

Air780EPM包含3个特殊管脚，分别为：

WAKEUP0、VBUS、USIM_DET。

此类型IO为中断唤醒管脚，能够在模块休眠状态下响应外部中断从而使模块退出休眠状态，因此这类IO管脚在休眠状态下也能保持供电。

注意：Wakeup IO仅支持输入，不能配置为输出，且固定电平不可配置。

三、GPIO应用注意事项

3.1 普通GPIO以及相应的电压域VDD_EXT在休眠时会输出频繁百ms级别的高脉冲，极易导致连接的外设误动作。

原因解析：

Air780EPM的休眠特性，VDD_EXT在休眠状态下会关闭，但是Air780EPM系统在休眠的整个时期内并不是一直保持稳定休眠状态，需要不定时唤醒起来与4G网络交互以保持网络连接。

因此VDD_EXT会随着模组唤醒而打开。而大部分普通GPIO默认是I&PU状态，就会被VDD_EXT拉高，导致输出高脉冲。

设计建议：

在一些需要休眠状态下正常工作的外设的控制（比如LED控制）不建议使用普通GPIO，可以使用AGPIO。

由于AGPIO数量有限，在必须用普通GPIO的情况下，可以在普通GPIO上做外接10K电阻下拉（如下图R23)：

可以大幅减小休眠时输出的高脉冲幅值，使得减小到外设的高电平判别门限以下，也可以避免误动作的情况。但是相应的在某些情况下，会增加功耗，请根据实际情况酌情做出选择。

3.2 Wakeup IO类型的GPIO不要用VDD_EXT或者普通GPIO上拉，会导致系统无法进入休眠。

原因解析：

Air780EPM的休眠特性使得普通GPIO管脚和VDD_EXT会在休眠状态下输出高脉冲，会使得WakeupIO收到中断而导致系统被唤醒，无法进入休眠模式。

设计建议：使用内部的上下拉。

3.3 Wakeup IO类型的GPIO不要直接连接主控MCU的IO管脚，会导致电平不一致而影响系统稳定性。

原因解析：

Wakeup IO管脚电平是2V左右，这个与大多数MCU的IO电平不匹配，而且Wakeup IO的供电为内部的LDO_AON，而这个供电会给系统启动相关的部分供电，比如reset管脚，因此Wakeup IO上由于电平不匹配而导致的漏洞，有可能会影响系统稳定性。

设计建议：

使用二极管或者三极管来隔离（如下图）。

今天的内容就分享到这里了~

审核编辑 黄宇