GPIO – Entrée/Sortie Programmable

Aujourd’hui, on va voir en détail ce qu’est un GPIO, ou General Purpose Input/Output, un composant essentiel dans le domaine de l’électronique embarquée et des microcontrôleurs.

Le GPIO est une broche configurable permettant à un circuit électronique d’interagir avec son environnement. Cette broche peut être programmée en mode entrée pour recevoir un signal externe, ou en mode sortie pour envoyer une information à d’autres composants.

Fonctionnement de base du GPIO

Un port GPIO peut être configuré selon deux modes principaux :

Entrée : Le GPIO lit l’état d’un signal externe (haut ou bas, 1 ou 0). Par exemple, un bouton poussoir connecté à un GPIO en entrée permettra de détecter une action utilisateur.
Sortie : Le GPIO génère un signal binaire (haut ou bas) destiné à piloter un autre composant, comme une LED, un relais ou un transistor.

Ces broches sont souvent multiplexées, ce qui signifie qu’une même broche peut avoir plusieurs fonctions, mais leur rôle de GPIO reste prioritaire pour une interaction simple et directe.

Caractéristiques techniques importantes

Propriété	Description
Tension d’alimentation	Généralement 3,3 V ou 5 V selon le microcontrôleur
Courant maximum	Souvent limité à 20-40 mA par broche pour éviter d’endommager le circuit
Résistance interne	Possibilité d’activer des résistances de tirage (pull-up ou pull-down) internes pour stabiliser le signal d’entrée
Vitesse de commutation	Varie selon le microcontrôleur, de quelques kHz à plusieurs MHz

Programmation et contrôle du GPIO

Pour manipuler un GPIO, il faut généralement passer par des registres spécifiques dans le microcontrôleur :

Configurer la direction (entrée ou sortie) de la broche.
Activer ou désactiver les résistances de tirage internes si besoin.
Lire l’état de la broche en mode entrée.
Écrire une valeur haute ou basse en mode sortie.

Dans un exemple simple, pour allumer une LED connectée à un GPIO configuré en sortie, il suffit d’écrire un niveau logique haut sur cette broche. Inversement, pour détecter la pression d’un bouton, le GPIO est configuré en entrée avec une résistance de tirage pull-up, garantissant un état stable lorsqu’aucune action n’est effectuée.

Applications courantes

Interfaçage avec des capteurs numériques (boutons, détecteurs, capteurs de mouvement).
Commande de dispositifs de sortie simples (LED, buzzer, relais).
Communication basique avec d’autres circuits par signaux numériques.

Le GPIO est un pilier de la conception électronique car il permet de transformer un microcontrôleur en un système interactif capable de répondre à son environnement physique.

Pour approfondir votre compréhension, découvrez comment fonctionne le protocole I2C, qui permet une communication plus complexe entre plusieurs composants électroniques.

GPIO – Entrée/Sortie Programmable