单片机GPIO模式和应用

Push pull 推挽输出

定义:推挽输出是一种输出模式,其中引脚可以输出高电平或低电平,且两种电平状态下都具有较强的驱动能力。

特点:

无论输出高电平还是低电平,都有较强的电流驱动能力。

适用于驱动外部数字电路,如LED、继电器等。

电平转换速度快,但功耗相对较大。

应用场景:

当需要直接驱动外部负载时,如LED灯的亮灭控制。

在需要高速数据传输的场合,因为推挽输出的电平转换速度快

​​​​​​​open drain 开漏输出

定义:开漏输出模式下,引脚只能输出低电平,不能主动输出高电平,需要外部上拉电阻才能将电平拉高。

特点:

高电平没有驱动能力,需要外部上拉电阻。

低电平驱动能力强,可以直接拉低电平。

可以实现"线与"功能,即多个开漏输出的引脚可以直接相连,只有当所有引脚都输出高电平时,总线才为高电平。

功耗相对较低。

应用场景:

I2C、I3C等总线通信接口,因为它们需要"线与"功能来实现总线仲裁。

需要低功耗的场合。

​​​​​​​Pull -- up 上拉输入

定义:上拉输入模式下,引脚内部通过上拉电阻连接到高电平,当外部没有信号输入时,引脚保持在高电平状态。

特点:

提高了电路的抗干扰能力,防止悬空引脚产生不确定的电平状态。

常用于按钮、开关等输入设备,以确保在无信号输入时引脚保持高电平。

应用场景:

按钮、开关等输入设备的电平检测。

需要确保引脚在无信号输入时保持确定电平的场合。

​​​​​​​​​​​​​​Pull -- down 下拉输入

定义:下拉输入模式下,引脚内部通过下拉电阻连接到低电平,当外部没有信号输入时,引脚保持在低电平状态。

特点:

与上拉输入相反,下拉输入在无信号输入时保持低电平。

较少直接使用,因为大多数单片机默认是高电平有效,但在某些特定应用场景下可能需要下拉输入。

应用场景:

特定应用场景下,需要引脚在无信号输入时保持低电平的场合。

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