開(kāi)漏,就等于輸出口接了個(gè)NPN三極管,并且只接了e,b.c極是開(kāi)路的,你可以接一個(gè)電阻到3.3V,也可以接一個(gè)電阻到5V,這樣,在輸出1的時(shí)候,就可以是5V電壓,也可以是3.3V電壓了.但是不接電阻上拉的時(shí)候,這個(gè)輸出高就不能實(shí)現(xiàn)了.
推挽,就是有推有拉,任何時(shí)候IO口的電平都是確定的,不需要外接上拉或者下拉電阻.(1)GPIO_Mode_AIN模擬輸入(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空輸入(3)GPIO_Mode_IPD下拉輸入(4)GPIO_Mode_IPU上拉輸入(5)GPIO_Mode_Out_OD開(kāi)漏輸出(6)GPIO_Mode_Out_PP推挽輸出(7)GPIO_Mode_AF_OD復(fù)用開(kāi)漏輸出(8)GPIO_Mode_AF_PP復(fù)用推挽輸出
推挽電路是兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù),電路工作時(shí),兩只對(duì)稱的功率開(kāi)關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通,所以導(dǎo)通損耗小、效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流,也可以從負(fù)載抽取電流。
推拉式輸出級(jí)既提高電路的負(fù)載能力,又提高開(kāi)關(guān)速度。
開(kāi)漏輸出:輸出端相當(dāng)于三極管的集電極.要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行.適合于做電流型的驅(qū)動(dòng),其吸收電流的能力相對(duì)強(qiáng)(一般20ma以內(nèi)).
開(kāi)漏形式的電路有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1.利用外部電路的驅(qū)動(dòng)能力,減少IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時(shí),驅(qū)動(dòng)電流是從外部的VCC流經(jīng)Rpull-up,MOSFET到GND。IC內(nèi)部?jī)H需很下的柵極驅(qū)動(dòng)電流。
2.一般來(lái)說(shuō),開(kāi)漏是用來(lái)連接不同電平的器件,匹配電平用的,因?yàn)殚_(kāi)漏引腳不連接外部的上拉電阻時(shí),只能輸出低電平,如果需要同時(shí)具備輸出高電平的功能,則需要接上拉電阻,很好的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)改變上拉電源的電壓,便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。(上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度。阻值越大,速度越低功耗越小,所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。)
4.可以將多個(gè)開(kāi)漏輸出的Pin,連接到一條線上。通過(guò)一只上拉電阻,在不增加任何器件的情況下,形成“與邏輯”關(guān)系。這也是I2C,SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。
補(bǔ)充:什么是“線與”?:在一個(gè)結(jié)點(diǎn)(線)上,連接一個(gè)上拉電阻到源VCC或VDD和n個(gè)NPN或NMOS晶體管的集電極C或漏極D,這些晶體管的發(fā)射極E或源極S都接到地線上,只要有一個(gè)晶體管飽和,這個(gè)結(jié)點(diǎn)(線)就被拉到地線電平上.因?yàn)檫@些晶體管的基極注入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS),晶體管就會(huì)飽和,所以這些基極或柵極對(duì)這個(gè)結(jié)點(diǎn)(線)的關(guān)系是或非NOR邏輯.如果這個(gè)結(jié)點(diǎn)后面加一個(gè)反相器,就是或OR邏輯.其實(shí)可以簡(jiǎn)單的理解為:在所有引腳連在一起時(shí),外接一上拉電阻,如果有一個(gè)引腳輸出為邏輯0,相當(dāng)于接地,與之并聯(lián)的回路“相當(dāng)于被一根導(dǎo)線短路”,所以外電路邏輯電平便為0,只有都為高電平時(shí),與的結(jié)果才為邏輯1。由于浮空輸入一般多用于外部按鍵輸入,我理解為浮空輸入狀態(tài)下,IO的電平狀態(tài)是不確定的,完全由外部輸入決定,如果在該引腳懸空的情況下,讀取該端口的電平是不確定的。上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入:這幾個(gè)概念很好理解,從字面便能輕易讀懂。復(fù)用開(kāi)漏輸出、復(fù)用推挽輸出:可以理解為GPIO口被用作第二功能時(shí)的配置情況(即并非作為通用IO口使用)
最后總結(jié)下使用情況:在STM32中選用IO模式
(1)浮空輸入_IN_FLOATING——浮空輸入,可以做KEY識(shí)別,RX1
(2)帶上拉輸入_IPU——IO內(nèi)部上拉電阻輸入
(3)帶下拉輸入_IPD——IO內(nèi)部下拉電阻輸入
(4)模擬輸入_AIN——應(yīng)用ADC模擬輸入,或者低功耗下省電
(5)開(kāi)漏輸出_OUT_OD——IO輸出0接GND,IO輸出1,懸空,需要外接上拉電阻,才能實(shí)現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時(shí),IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平,但由于是開(kāi)漏輸出模式,這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔???梢宰xIO輸入電平變化,實(shí)現(xiàn)C51的IO雙向功能
(6)推挽輸出_OUT_PP——IO輸出0-接GND,IO輸出1-接VCC,讀輸入值是未知的
(7)復(fù)用功能的推挽輸出_AF_PP——片內(nèi)外設(shè)功能(I2C的SCL,SDA)
(8)復(fù)用功能的開(kāi)漏輸出_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)
STM32設(shè)置實(shí)例:
(1)模擬I2C使用開(kāi)漏輸出_OUT_OD,接上拉電阻,能夠正確輸出0和1;讀值時(shí)先GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);拉高,然后可以讀IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);
(2)如果是無(wú)上拉電阻,IO默認(rèn)是高電平;需要讀取IO的值,可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開(kāi)漏輸出_OUT_OD。
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原文標(biāo)題:STM32的I/O口的8種工作模式
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