GPIO口的学习

推挽输出

用它去控制一个mos管,当输出高电平时电流这样流出去,给外面的这颗mos管的栅极充电,所以这个过程称为把电流推出去

然后当IO口输出低电平时电流这样流进来,给外面的这颗mos管的栅极放电,那这就是挽,把电流挽回来,所以所谓的推挽,其实就是描述了mos管输出高低电,平时电流的一个动作而已

开漏输出

接下去我们再把GPIO的这两种状态拿出来,组成一个组合,你会发现在这个组合里,上面的mos管永远是关闭的,所以可以认为它就是不存在的,那这个时候下面的mos管的漏极,就等于啥也没接,处于一个开漏状态,所以这个模式被称为开漏模式。

作用

第一个是改变高电平的电压,比如说我们现在想要用这个GPIO,去控制一个芯片的enable引脚,但是呢这个GPIO输出的高电平是5V,而后面这个芯片的enable只支持3.3V输入,如果用推挽模式的话,高电平时输出五伏,就有可能把后面的芯片给烧毁了,所以我们就需要使用开漏模式,同时需要在外面接一个上拉电阻,这样当这颗mos管关闭,也就是GPIO处于高阻态时,enable这边就被这个上拉电阻拉到了3.3伏,也就是高电平,当这颗mos管打开时,enable这边就被这颗mos管拉到了低电平,实现了5V单片机对3.3V芯片的控制

第二个作用就是可以支持几个GPIO同时控制一个输入,

我们来看一下这张图

用两个GPIO去控制这个芯片的enable,如果用推挽模式的话,上面的GPIO输出高电平,

下面的GPIO输出低电平时这条通路就短路了,这两个mos管总是会烧毁一个,所以需要把这两个GPIO都配置为开漏模式,然后再外接一个上拉电阻,这样只要有任意一个GPIO输出低电平时,这边enable就是低电平,如果都处于高阻态,那么这边enable就是高电平

用于实现多个设备共享同一条数据总线的情况,如 I²C总线 中。多个设备的开漏输出可以连接在同一条总线上,通过外部上拉电阻将线路拉高。当任意一个设备将输出拉低时,总线的状态就会变为低电平。这种"线与"(wired-AND)操作机制允许多个设备同时控制一条数据线,而不会发生冲突。

应用场景:I²C、SMBus等总线通信协议。

输出的总结

对于一个GPIO,根据内部mos管的开关情况,存在三种输出状态,分别是高电平,低电平和高阻态,然后高电平和低电平的组合,就变成了所谓的推挽输出,低电平和高阻态的组合,就变成了所谓的开漏输出,同时开漏输出,一般都会配置一颗外部的上拉电阻。

模拟输入

不经过TTL施密特触发器

上拉输入

上拉输入模式下,寄存器直接读取IO端口的电平,IO端口为高电平,读取的就是高电平,IO端口为低电平,读取的就是低电平,IO端口悬空无信号输入时读取的是高电平

下拉输入

浮空输入

在IO端口悬空时,读取的端口电平是不确定的

三种输入模式的区别

相关推荐
电子科技圈34 分钟前
第二代无线平台历久弥新,赋能物联网创新迭代
人工智能·嵌入式硬件·mcu·物联网·设计模式·硬件架构·iot
崖边看雾42 分钟前
Python学习——函数
开发语言·windows·python·学习·pycharm
-拟墨画扇-1 小时前
神经网络 | ⑬ 超参数验证:找到最佳学习超参数
深度学习·神经网络·学习
一只小菜鸡..11 小时前
南京大学 操作系统 (JYY) 学习笔记:进程、系统调用与状态机管理
笔记·学习
Zevalin爱灰灰13 小时前
能源与电源管理电路——防倒灌电路
单片机·嵌入式硬件·电源管理
天国梦14 小时前
2026英语教学系统选型实战:AI如何让备课效率提升42%?天学网技术落地全解析
人工智能·学习
维克兜率天15 小时前
【维克】大数定律与中心极限定理:为什么长期均值终将回归?
经验分享·学习·金融·概率论
中微极客15 小时前
降维算法75倍加速:从PCA到稀疏字典学习的工程实践
人工智能·学习·算法
jianqiang.xue15 小时前
ESP-IDF保姆级入门02|Ubuntu24.04搭建EIM-GUI开发环境,打通Windows_Linux双平台统一开发
stm32·单片机·物联网
无垠的广袤16 小时前
【工业树莓派 CM0 Dev Board】扩展板设计
linux·python·嵌入式硬件·pcb设计·模块化·传感器