資料介紹
開漏,就等于輸出口接了個NPN三極管,并且只接了e,b. c極 是開路的,你可以接一個電阻到3.3V,也可以接一個電阻到5V,這樣,在輸出1的時候,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候,這個輸出高就不能實現(xiàn)了.
推挽,就是有推有拉,任何時候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 開漏輸出
(6)GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出
(7)GPIO_Mode_AF_OD 復(fù)用開漏輸出
(8)GPIO_Mode_AF_PP 復(fù)用推挽輸出
推挽電路是兩個參數(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,兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個導(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。
推拉式輸出級既提高電路的負(fù)載能力,又提高開關(guān)速度。
開漏輸出: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,其吸收電流的能力相對強(一般20ma以內(nèi)).
開漏形式的電路有以下幾個特點:
1. 利用外部電路的驅(qū)動能力,減少IC內(nèi)部的驅(qū)動。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時,驅(qū)動電流是從外部的VCC流經(jīng)R pull-up ,MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很下的柵極驅(qū)動電流。
2. 一般來說,開漏是用來連接不同電平的器件,匹配電平用的,因為開漏引腳不連接外部的上拉電阻時,只能輸出低電平,如果需要同時具備輸出高電平的功能,則需要接上拉電阻,很好的一個優(yōu)點是通過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。)
3. OPEN-DRAIN提供了靈活的輸出方式,但是也有其弱點,就是帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負(fù)載充電,所以當(dāng)電阻選擇小時延時就小,但功耗大;反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求,則建議用下降沿輸出。
4. 可以將多個開漏輸出的Pin,連接到一條線上。通過一只上拉電阻,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。
補充:什么是“線與”?:
在一個結(jié)點(線)上, 連接一個上拉電阻到源 VCC 或 VDD 和 n 個 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, 只要有一個晶體管飽和, 這個結(jié)點(線)就被拉到地線電平上. 因為這些晶體管的基極注入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS),晶體管就會飽和, 所以這些基極或柵極對這個結(jié)點(線)的關(guān)系是或非 NOR 邏輯. 如果這個結(jié)點后面加一個反相器, 就是或 OR 邏輯. 其實可以簡單的理解為:在所有引腳連在一起時,外接一上拉電阻,如果有一個引腳輸出為邏輯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,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:這幾個概念很好理解,從字面便能輕易讀懂。 復(fù)用開漏輸出、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,才能實現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時,IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平,但由于是開漏輸出模式,這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔?。可以讀IO輸入電平變化,實現(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)用功能的開漏輸出_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)
STM32設(shè)置實例:
(1)模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD,接上拉電阻,能夠正確輸出0和1;讀值時先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和開漏輸出_OUT_OD。?
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