推挽输出&&开漏输出

在学习STM32的时候，我发现了一个很值得研究学习的问题，下面，用我的理解来阐述一遍，这其中的原理。

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首先请看电路图

在给GPIO配置输出的时候，其有两种工作模式可选，分别是推挽输出和开漏输出。

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在此之前先得了解mos管的工作原理，为了方便大家理解，我用通俗的语言来阐述

这是一个PMOS，他可以理解成一个低电平（逻辑0）开启的开关，图中的小圆点是非门的意思，也就给我们提示需要用一个低电平来导通这个pmos管

这是一个NMOS，他可以理解成一个高电平（逻辑1）开启的开关

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在有了上面的认知，我们再来理解下面的问题

1、推挽输出

推挽输出的时候，是不需要上拉电阻的，其本身就有足够的驱动能力，但是其缺点是无法进行“线与”，一但进行了高低电平的“线与”， 就会发生短路的现象。

1.1分析其输出（用逻辑0和1来分析）

输入	PMOS	NMOS	输出
0	导通	不导通	1
1	不导通	导通	0

推挽输出时，不管是输入0，还是1，都会有一个mos管是工作在导通状态。 

当输入0时，PMOS导通，那就把上面想成一个导线，NMOS不导通，那就想成电阻无穷大，根据节点电压，或者说分压原理，输出的那一段电压值，其实就是分在下面NMOS两端的电压，由于其阻止很大，因此分的也大，几乎是全部，也就是逻辑1了，

输入1时的情况也可以用我上面说的那种方法来理解，此处就不过多赘述了

1.2分析其不可“线与”

这就是所谓的“线与”，就是把前一个的输出，直接接到后一个作为后一个的输入。而我上面画出的这种情况，也就是在最开始的时候输入一个0，其线与后就会反生如上图所示的短路（图中的叉叉表示不导通），所以我们说推挽输出，不可以“线与”。

2、开漏输出

所谓的开漏就是，没有VDD，也就是如下图所示的状态

由于上面不接VDD了，上面的PMOS也就不工作了，真正工作的只有下面的NMOS，原来的电路也就可以等效成下面这样，其与单个NMOS工作没什么差别。

输入	NMOS状态	输出
0	不导通	高阻态
1	导通	0

在其不导通的时候，nmos管相当于一个很大的电阻，也就是我们所说的高阻态；而在其导通的时候，就相当于直接接地了，所以就是逻辑0。

由于其不导通和导通的时候是高阻和0，所以其可以进行“线与”，就相当于多个电阻进行连接，并没有什么电源，也就不存在什么短路。

因此，为了提高其驱动能力，STM32的线路设计上在后面又给它加了个上拉电阻，也就是下面这个图，这也是为什么开漏输出需要上拉电阻的原因。

 

另外，使用开漏输出，还可以根据上拉电阻的阻值大小不同，控制输出电平的大小，其中原理就是一个很简单的分压原理， 也就是说其可以进行电压转换。

总结

推挽输出：不需要上拉电阻，不可“线与”，不可电平转换

开漏输出：需要上拉电阻，可以进行“线与”，可以电平转换