开漏,就等于输出口接了个npn三极管,并且只接了e,b.c极是开路的,你可以接一个电阻到3.3v,也可以接一个电阻到5v,这样,在输出1的时候,就可以是5v电压,也可以是3.3v电压了.但是不接电阻上拉的时候,这个输出高就不能实现了.
推挽,就是有推有拉,任何时候io口的电平都是确定的,不需要外接上拉或者下拉电阻.(1)gpio_mode_ain模拟输入(2)gpio_mode_in_floating浮空输入(3)gpio_mode_ipd下拉输入(4)gpio_mode_ipu上拉输入(5)gpio_mode_out_od开漏输出(6)gpio_mode_out_pp推挽输出(7)gpio_mode_af_od复用开漏输出(8)gpio_mode_af_pp复用推挽输出
推挽电路是两个参数相同的三极管或mosfet,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
开漏输出:输出端相当于三极管的集电极.要得到高电平状态需要上拉电阻才行.适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).
开漏形式的电路有以下几个特点:
1.利用外部电路的驱动能力,减少ic内部的驱动。当ic内部mosfet导通时,驱动电流是从外部的vcc流经rpull-up,mosfet到gnd。ic内部仅需很下的栅极驱动电流。
2.一般来说,开漏是用来连接不同电平的器件,匹配电平用的,因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时,只能输出低电平,如果需要同时具备输出高电平的功能,则需要接上拉电阻,很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压,便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供ttl/cmos电平输出等。(上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度。阻值越大,速度越低功耗越小,所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。)
3.open-drain提供了灵活的输出方式,但是也有其弱点,就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻选择小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求,则建议用下降沿输出。
4.可以将多个开漏输出的pin,连接到一条线上。通过一只上拉电阻,在不增加任何器件的情况下,形成“与逻辑”关系。这也是i2c,smbus等总线判断总线占用状态的原理。
补充:什么是“线与”?:在一个结点(线)上,连接一个上拉电阻到源vcc或vdd和n个npn或nmos晶体管的集电极c或漏极d,这些晶体管的发射极e或源极s都接到地线上,只要有一个晶体管饱和,这个结点(线)就被拉到地线电平上.因为这些晶体管的基极注入电流(npn)或栅极加上高电平(nmos),晶体管就会饱和,所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非nor逻辑.如果这个结点后面加一个反相器,就是或or逻辑.其实可以简单的理解为:在所有引脚连在一起时,外接一上拉电阻,如果有一个引脚输出为逻辑0,相当于接地,与之并联的回路“相当于被一根导线短路”,所以外电路逻辑电平便为0,只有都为高电平时,与的结果才为逻辑1。由于浮空输入一般多用于外部按键输入,我理解为浮空输入状态下,io的电平状态是不确定的,完全由外部输入决定,如果在该引脚悬空的情况下,读取该端口的电平是不确定的。上拉输入/下拉输入/模拟输入:这几个概念很好理解,从字面便能轻易读懂。复用开漏输出、复用推挽输出:可以理解为gpio口被用作第二功能时的配置情况(即并非作为通用io口使用)
最后总结下使用情况:在stm32中选用io模式
(1)浮空输入_in_floating——浮空输入,可以做key识别,rx1
(2)带上拉输入_ipu——io内部上拉电阻输入
(3)带下拉输入_ipd——io内部下拉电阻输入
(4)模拟输入_ain——应用adc模拟输入,或者低功耗下省电
(5)开漏输出_out_od——io输出0接gnd,io输出1,悬空,需要外接上拉电阻,才能实现输出高电平。当输出为1时,io口的状态由上拉电阻拉高电平,但由于是开漏输出模式,这样io口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读io输入电平变化,实现c51的io双向功能
(6)推挽输出_out_pp——io输出0-接gnd,io输出1-接vcc,读输入值是未知的
(7)复用功能的推挽输出_af_pp——片内外设功能(i2c的scl,sda)
(8)复用功能的开漏输出_af_od——片内外设功能(tx1,mosi,miso.sck.ss)
stm32设置实例:
(1)模拟i2c使用开漏输出_out_od,接上拉电阻,能够正确输出0和1;读值时先gpio_setbits(gpiob,gpio_pin_0);拉高,然后可以读io的值;使用gpio_readinputdatabit(gpiob,gpio_pin_0);
(2)如果是无上拉电阻,io默认是高电平;需要读取io的值,可以使用带上拉输入_ipu和浮空输入_in_floating和开漏输出_out_od。
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