¿Cuál es la función de un diodo conectado a un GPIO?

Está ahí para proteger la unión B-E de Q1 de la ruptura inversa.

Para voltajes de entrada positivos, se conducirá la unión B-E de Q1, y el voltaje en la base se limitará a aproximadamente + 0.65V. Siempre que R1 tenga el tamaño adecuado para limitar la corriente, se pueden aplicar voltajes positivos bastante arbitrarios a la entrada.

D1 proporciona una ruta similar para las corrientes de entrada negativas, garantizando que la tensión de base nunca descienda por debajo de -0.65V para el mismo rango de tensiones negativas.

Eso se llama un diodo de "sujeción de entrada". A menudo se realiza con dos diodos, no solo uno (uno para Vcc y otro para GND), y se usa para "sujetar" la tensión entrante a tierra menos la tensión directa del diodo (o Vcc más la tensión directa para el diodo superior).

En su circuito, es específicamente eliminar cualquier voltaje negativo de la entrada.

El póster de la pregunta mencionó la información crítica en su comentario "Originalmente, este pin de control estaba recibiendo la señal de un pin DTR, del antiguo puerto serial RS232", esa es la respuesta real al "por qué"; RS232 usa voltajes negativos para la señalización (tan bajos como -15v), por lo tanto, la resistencia limitadora de corriente (bastante grande) R1 y el diodo D1 para evitar que el transistor se frene al ser polarizado en sentido inverso a través de la unión base-emisor. Normalmente no ve (o necesita) este tipo de diodo si está siendo controlado por una CPU; por lo general, solo una resistencia limitadora de corriente lo hará.

Como lo han sugerido otros, pero no expresamente establecido, el diodo es una protección de entrada básica para una entrada accesible externamente . Es decir. es probable que el pin esté en un conector que maneja el usuario de este dispositivo.

Por otra parte, si esta entrada de control no es externa, es probable que no se requiera el diodo a menos que se esté conduciendo desde un circuito que proporcione un voltaje negativo en funcionamiento normal (es decir, tal vez sea un pulso negativo como +/- 5V onda cuadrada, o ser impulsado por una forma de onda acoplada de CA). Proteger un transistor como este si no se esperan voltajes negativos es probablemente inútil, ya que algo mucho peor ha sucedido si su circuito está conduciendo un voltaje negativo inesperadamente, y en cuyo caso la resistencia de base R1 probablemente proporcione suficiente protección de todos modos.

Editar:

Noté que mencionaste que un microcontrolador controla la entrada de CONTROL, por lo que diría que el diodo no tiene sentido, ya que tienes un problema mucho mayor si el microcontrolador está generando un voltaje negativo.

También, tal como lo aludió, si el microcontrolador está siempre activando la salida, entonces R2 también es inútil. Sin embargo, en el estado de restablecimiento, muchos microcontroladores triplicarán sus salidas y posiblemente habilitarán los pull-ups. Los pull-ups habilitados podrían hacer que una pequeña corriente fluya en la base, multiplicarla por un par de cientos y esa es la corriente que fluiría a través del transistor. Esto depende de la fuerza de los pull-ups internos (~ 50 - 100kOhm es típico).