GPIO的上拉、下拉输入和推挽、开漏输出易懂解释

STM32学习笔记

  • GPIO输入模式

·上拉输入

GPIO的上拉、下拉输入和推挽、开漏输出易懂解释_第1张图片

VDD所在上拉电阻开关闭合,下拉电阻的开关断开。 

在默认为输入的情况下,VDD和O点的电平都为高电平。输入高电平时,因为O点和VDD之间没有电势差,所以无法确认是否输入;输入低电平时,因为O点为低电平而VDD为高电平,所以输入数据寄存器能够轻易稳定读取低电平;

因此上拉输入作用于检测低电平的输入,且能保持在未输入时默认IO为高电平。适用于电路为低有效的元器件的情况(LED共阳极)。

·下拉输入

VCC所在上拉电阻开关闭合,上拉电阻的开关断开。

在默认为输入的情况下,VCC和O点的电平都为低电平。输入低电平时,因为O点和VCC之间没有电势差,所以无法确认是否输入;输入高电平时,因为O点为高电平而VCC为低电平,所以输入数据寄存器能够轻易稳定读取高电平;

因此上拉输入作用于检测高电平的输入,且能保持在未输入时默认IO为低电平。适用于电路为高有效的元器件的情况(LED共阴极)。

  • GPIO输出模式

·推挽输出

GPIO的上拉、下拉输入和推挽、开漏输出易懂解释_第2张图片

是一个CMOS反相器,由上面的PMOS和下面的NMOS构成,VDD是高电平,VCC是低电平。

GPIO的上拉、下拉输入和推挽、开漏输出易懂解释_第3张图片

可以输出高低电平,高电平由VDD决定,低电平由VSS决定。

·开漏输出

只有NMOS管有效,PMOS管无效。

当给Vi低电平,MOS管截止关闭,此时输出的电压就是一个浮空,即不确定的电压。如果给高电平,那么MOS管导通,相当于IO口与VSS相连,此处就输出了一个低电平VSS电压。

开漏输出没法输出高电平,看似缺点实则优点。我们可以得到,给低电平时,MOS管没有导通,此时电压不确定导致无法输出高电平,但在外部增加一个上拉,那么这一个缺点就会被有效避免。并因为是自己设计的上拉,这个上拉的电压是由自己确定,这样就可以根据外部电路需要多少V的高电平来给这一个上拉的电压,可以更好的适应更多情况。

简而言之:只能输出低电平,不能输出高电平。如果要输出高电平,则需要外接上拉。

本文为拱自己学习使用,包含个人浅薄理解,如有错误欢迎指出。

鉴及部分引用:

(50条消息) 深刻理解GPIO(上拉输入、下拉输入、模拟输入、浮空输入,开漏输出,推挽输出的区别,以STM32为例)_没有余地没有余地的博客-CSDN博客_上拉输入

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