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在Cortex-M3里,对于GPIO的配置种类: GPIO_Mode_AIN 模拟输入、GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入、GPIO_Mode_IPD 下拉输入 、GPIO_Mode_IPU 上拉输入 、GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出、GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出、GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出、GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出
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STM32中中GPIO的的8种工作模式种工作模式
在Cortex-M3里,对于GPIO的配置种类: GPIO_Mode_AIN 模拟输入、GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输
入、GPIO_Mode_IPD 下拉输入 、GPIO_Mode_IPU 上拉输入 、GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出、
GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出、GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出、GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出
对于刚入门的新手,我想这几个概念是必须得搞清楚的,平时接触的最多的也就是推挽输出、开漏输出、上拉输入这三种,但
一直未曾对这些做过归纳。因此,在这里做一个总结:
推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的
时候另一个截止。高低电平由IC的电源低定。
推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对
称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。推拉式输
出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
详细理解:
如图所示,推挽放大器的输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状
态轮流转换。对负载而言,好像是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。当输出高电平时,也就是下级负载
门输入高电平时,输出端的电流将是下级门从本级电源经VT3拉出。这样一来,输出高低电平时,VT3一路和VT5一路将交替
工作,从而减低了功耗,提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路,管子导通电阻都很小,使RC常数很小,转变速度
很快。因此,推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
开漏输出:输出端相当于三极管的集电极.要得到高电平状态需要上拉电阻才行.适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强
(一般20ma以内).
开漏形式的电路有以下几个特点:
1.利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-
up,MOSFET到GND。IC内部仅需很下的栅极驱动电流。
2.一般来说,开漏是用来连接不同电平的器件,匹配电平用的,因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时,只能输出低电平,如
果需要同时具备输出高电平的功能,则需要接上拉电阻,很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压,便可以改变传输电平。
比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。(上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度。阻值越大,速度
越低功耗越小,所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。)
3.OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式,但是也有其弱点,就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对
负载充电,所以当电阻选择小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求,则建议用下降沿输出。
4.可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。通过一只上拉电阻,在不增加任何器件的情况下,形成“与逻辑”关系。这也是
I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。补充:什么是“线与”?:
在一个结点(线)上,连接一个上拉电阻到电源VCC或VDD和n个NPN或NMOS晶体管的集电极C或漏极D,这些晶体管的发射极E
或源极S都接到地线上,只要有一个晶体管饱和,这个结点(线)就被拉到地线电平上.因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极
加上高电平(NMOS),晶体管就会饱和,所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非NOR逻辑.如果这个结点后面加一个反
相器,就是或OR逻辑.
其实可以简单的理解为:在所有引脚连在一起时,外接一上拉电阻,如果有一个引脚输出为逻辑0,相当于接地,与之并联的
回路“相当于被一根导线短路”,所以外电路逻辑电平便为0,只有都为高电平时,与的结果才为逻辑1。
关于推挽输出和开漏输出,最后用一幅最简单的图形来概括:
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