新手蒙圈知识点之“推挽,开漏,高阻态,浮空,上拉,下拉”

相信在开发STM32的时候很多小伙伴都会碰到GPIO的设置问题,如下图所示:

对于设置成什么模式,很多新手是迷茫的,这是由于对这些模式的含义理解不清,导致在实际项目中对管脚的配置有误,使电路出现问题。下面这张图是GPIO内部的架构图,先大致看一下。

我们首先来看输入部分,输入分为:浮空输入,上拉输入,下拉输入,模拟输入。


(1)上拉输入指的是芯片内部控制引脚通过电阻接到电源电压,加强引脚的驱动能力,有助于防止引脚处于不稳定状态,减少误触发和噪音干扰。如下图所示:

由于芯片内部的上拉电阻是可以通过开关来进行通断的,如下:

(2)下拉输入指的是芯片内部控制引脚通过电阻接到GND。通过下拉电阻把引脚的电平固定在低电平状态,防止电平浮动引发的干扰和误触发。

由于芯片内部的下拉电阻是可以通过开关来进行通断的,如下:

(3)浮空输入浮空输入其实很好理解,就是输入引脚不接任何的电源(VDD)和地平面(GND),处于一个开路的状态。对于浮空输入,在很多情况下引脚很容易受到周围环境的干扰,引起电压的波动。


(4)推挽输出推挽输出的基本模型如下图所示:

由上面两张图可知,输出引脚可以通过控制上管和下管的导通和截止来改变引脚的输出。基本通路如下:

(5)开漏输出开漏是很多初学者无法理解的一种状态,开漏其实就只有一个下管,如下图所示:

当外部没有接上拉电阻时,引脚是无法输出高电平的,只能实现低电平状态,所以一般开漏模式都会外置上拉电阻来配合使用,如果没有外置上拉电阻的话,引脚只能是低电平和高阻态,而无法实现高电平状态。电平的幅值主要取决于外部的上拉电压,可实现电平转换。但驱动能力完全靠外部上拉电阻,功率和速率都被限制。

(6)高阻态其实很好理解,高阻,高阻,就是指输入引脚的阻抗会非常的高,几乎没有电流的流动,这样的好处在于不会影响到其他电路的正常运行。一般高阻态的取值既不是0,也不是1,通常用“X”表示,处于一种中间的状态。相对于高阻态来说,开漏输出就是一种阻值非常低的“低阻态了”。

总结:

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