单片机GPIO的八种工作模式

GPIO(General Purpose Input/Output,通用输入/输出)在微控制器(MCU)和微处理器(MPU)等嵌入式系统中扮演着至关重要的角色,它允许用户灵活地控制外部设备的输入和输出,GPIO的工作模式决定了其在不同场景下的行为和应用。

一、输入模式

1.上拉输入

特点:在无外部输入信号时,通过内部上拉电阻将GPIO端口保持在高电平状态。

应用:常用于需要确保输入信号稳定为高电平的场景,如防止信号漂移或外部设备未连接时导致的信号不确定。外部只有靠谱的低电平,需要配置成上拉输入;

2.下拉输入

特点:在无外部输入信号时,通过内部下拉电阻将GPIO端口保持在低电平状态。

应用:外部只有靠谱的高电平,需要配置成下拉输入;与上拉输入相反,下拉输入用于需要确保输入信号稳定为低电平的场景。

3.浮空输入

特点:GPIO端口的电平状态完全由外部输入决定,无内部上拉或下拉电阻。如果引脚悬空,读取的电平状态将不确定。

应用:常用于需要读取外部设备真实电平状态的场景,如按键检测等。当外部检测电路,有稳定的高电平和低电平,就选择浮空输入;

4.模拟输入

特点:输入信号不经施密特触发器处理,直接作为模拟量接入。

应用:连接模拟传感器,如温度、光照等传感器,以采集和处理模拟信号。ADC(检测外部电压)、DAC检测时候,需要配置成模拟输入。

二、输出模式

1.推挽输出

特点:可以输出高、低电平,推挽结构由两个互补控制的三极管组成,导通损耗小、效率高,既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。

应用:连接数字器件,如LED、继电器等,以控制其开关状态。

2.开漏输出

特点:输出端相当于三极管的集电极,只能输出低电平或高阻态,要得到高电平状态需要外部上拉电阻。适合电流型驱动,吸收电流能力强。

应用:连接不同电平的器件,如IIC总线通信,实现电平匹配和灵活的输出方式。

3.复用功能模式

3.1复用推挽输出

特点:GPIO端口受内部外设控制,如定时器的PWM输出、SPI的MOSI和MISO等。

应用:在需要利用GPIO端口实现特定外设功能时,如PWM信号输出、SPI通信等。

3.2复用开漏输出

特点:与复用推挽输出类似,但输出模式为开漏输出,需要外部上拉电阻。

应用:在需要复用GPIO端口实现特定外设功能,并且要求输出模式为开漏输出的场景。

GPIO的工作模式丰富多样,涵盖了输入、输出和复用功能等多个方面。在实际应用中,需要根据具体的需求和场景来选择合适的GPIO工作模式,以实现对外部设备的精准控制和通信。

相关推荐
嵌新程2 小时前
day06(单片机高级)PCB设计
单片机·嵌入式硬件·pcb
stm 学习ing3 小时前
FPGA 第十讲 避免latch的产生
c语言·开发语言·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·fpga
wenchm6 小时前
细说STM32单片机DMA中断收发RTC实时时间并改善其鲁棒性的另一种方法
stm32·单片机·嵌入式硬件
编码追梦人8 小时前
如何实现单片机的安全启动和安全固件更新
单片机
电子工程师UP学堂8 小时前
电子应用设计方案-16:智能闹钟系统方案设计
单片机·嵌入式硬件
飞凌嵌入式8 小时前
飞凌嵌入式T113-i开发板RISC-V核的实时应用方案
人工智能·嵌入式硬件·嵌入式·risc-v·飞凌嵌入式
blessing。。9 小时前
I2C学习
linux·单片机·嵌入式硬件·嵌入式
嵌新程11 小时前
day03(单片机高级)RTOS
stm32·单片机·嵌入式硬件·freertos·rtos·u575
Lin20123011 小时前
STM32 Keil5 attribute 关键字的用法
stm32·单片机·嵌入式硬件
电工小王(全国可飞)11 小时前
STM32 RAM在Memory Map中被分为3个区域
stm32·单片机·嵌入式硬件