1、保护二极管：防止引脚外部输入电压过高or过低
2、 P-MOS 和 N-MOS 管：
推挽输出：输入高电平时，经反向，上方的 P-MOS 导通，下方的 N-MOS 关闭，对外输出高电平；而输入低电平时，反向，N-MOS管导通，P-MOS关闭，对外输出低电平
应用场合： 输出电平为0和 3.3V，需要高速切换开关状态（自动切换状态，不需要外接上下拉电阻）
开漏输出：P-MOS 管完全不工作。如果控制输出为 0，低电平，则 P-MOS 管关闭，N-MOS 管导通，使输出接地；若控制输出为 1 (它无法直接输出高电平)，则 P-MOS 管和 N-MOS 管都关闭，所以引脚既不输出高电平，也不输出低电平，为高阻态。
应用场合：（ 外接上拉电阻），此时，高电平的电压为外部上拉电阻所接的电源的电压。除了必须情况，一般用推挽输出。
3、复用功能输出：
从其它外设引出来的 “复用功能输出信号” 与 GPIO 本身的数据据寄存器 都连接到双 MOS 管结构的输入中，通过梯形结构作为开关切换选择。
4、 输入数据寄存器、模拟输入
图中上半部分，GPIO引脚经过内部的上、下拉电阻，可以配置成上/下拉输入，然后再连接到施密特触发器，信号经过触发器后，模拟信号转化为 0、1 的数字信号，然后存储在“输入数据寄存器 GPIOx_IDR”中，通过读取该寄存器就可以了解 GPIO引脚的电平状态。
5、复用功能输入
GPIO 引脚的信号传输到STM32其它片上外设，由该外设读取引脚状态。例如：USART接收数据:利用某个GPIO，配置成USART串口复用功能。
6、模拟输入输出
当 GPIO 引脚用于 ADC 采集电压的输入通道--模拟输入
当 GPIO 引脚用于 ADC 采集电压的输出通道--模拟输出