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STM32 IO形式

有关推挽输出、开漏输出、复用开漏输出、复用推挽输出,以及上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入的区别最近在看数据手册的时候,发现在C…

有关推挽输出、开漏输出、复用开漏输出、复用推挽输出,以及上拉输入、下拉输入、浮空输入、模仿输入的差异

最近在看数据手册的时分,发现在Cortex-M3里,关于GPIO的装备品种有8种之多:

(1)GPIO_Mode_AIN模仿输入
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空输入
(3)GPIO_Mode_IPD下拉输入
(4)GPIO_Mode_IPU上拉输入
(5)GPIO_Mode_Out_OD开漏输出
(6)GPIO_Mode_Out_PP推挽输出
(7)GPIO_Mode_AF_OD复用开漏输出
(8)GPIO_Mode_AF_PP复用推挽输出

关于刚入门的新手,我想这几个概念是必须得搞清楚的,平常触摸的最多的也就是推挽输出、开漏输出、上拉输入这三种,但一向未曾对这些做过概括。因而,在这儿做一个总结:

推挽输出:能够输出高,低电平,衔接数字器材;推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的操控,总是在一个三极管导通的时分另一个截止。凹凸电平由IC电源低定。

推 挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方法存在于电路中,各担任正负半周的波形扩大使命,电路作业时,两只对称的功率开关管每次只需一个导 通,所以导通损耗小、效率高。输出既能够向负载灌电流,也能够从负载抽取电流。推拉式输出级既进步电路的负载才干,又进步开关速度。

具体了解:

推 挽扩大器的输出级有两个“臂”(两组扩大元件),一个“臂”的电流添加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状况轮番转化。对负载而言,好像是一个“臂” 在推,一个“臂”在拉,共同完结电流输出使命。当输出高电平常,也就是下级负载门输入高电平常,输出端的电流将是下级门从本级电源经VT3拉出。这样一 来,输出凹凸电平常,VT3一路和VT5一路将替换作业,然后减低了功耗,进步了每个管的承受才干。又由于不管走哪一路,管子导通电阻都很小,使 RC常数很小,改动速度很快。因而,推拉式输出级既进步电路的负载才干,又进步开关速度。

开漏输出:输出端相当于三极管的集电极.要得到高电平状况需求上拉电阻才行.适合于做电流型的驱动,其吸收电流的才干相对强(一般20ma以内).

开漏方法的电路有以下几个特色:

1.运用外部电路的驱动才干,削减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Rpull-up,MOSFET到GND。IC内部仅需很下的极驱动电流。

2.一 般来说,开漏是用来衔接不同电平的器材,匹配电平用的,由于开漏引脚不衔接外部的上拉电阻时,只能输出低电平,假如需求一起具有输出高电平的功用,则需求 接上拉电阻,很好的一个长处是经过改动上拉电源的电压,便能够改动传输电平。比方加上上拉电阻就能够供给TTL/CMOS电平输出等。(上拉电阻的阻值决 定了逻辑电平转化的沿的速度。阻值越大,速度越低功耗越小,所以负载电阻的挑选要统筹功耗和速度。)

3.OPEN-DRAIN供给了灵敏的输出方法,可是也有其缺点,就是带来上升沿的延时。由于上升沿是经过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻挑选小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。所以假如对延时有要求,则主张用下降沿输出。

4.能够将多个开漏输出的Pin,衔接到一条线上。经过一只上拉电阻,在不添加任何器材的状况下,构成“与逻辑”联系。这也是I2C,SMBus等总线判别总线占用状况的原理。弥补:什么是“线与”?:

在 一个结点(线)上,衔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, 只需有一个晶体管饱满,这个结点(线)就被拉到地线电平上.由于这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS),晶体管就会饱满,所以 这些基极或栅极对这个结点(线)的联系是或非NOR逻辑.假如这个结点后边加一个反相器,就是或OR逻辑.

其实能够简略的了解为:在所有引脚连在一起时,外接一上拉电阻,假如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,只需都为高电平常,与的成果才为逻辑1。

该图中左面的就是推挽输出方式,其间比较器输出高电平常下面的PNP三极管截止,而上面NPN三极管导通,输出电平VS+;当比较器输出低电平常则恰恰相反,PNP三极管导通,输出和地相连,为低电平。右边的则能够了解为开漏输出方法,需求接上拉。

浮空输入:关于浮空输入,一向没找到很威望的解说,

由于浮空输入一般多用于外部按键输入,结合图上的输入部分电路,我了解为浮空输入状况下,IO的电平状况是不确定的,完全由外部输入决议,假如在该引脚悬空的状况下,读取该端口的电平是不确定的。

上拉输入/下拉输入/模仿输入:这几个概念很好了解,从字面便能容易读懂。
复用开漏输出、复用推挽输出:能够了解为GPIO口被用作第二功用时的装备状况(即并非作为通用IO口运用)
最终总结下运用状况:
STM32中选用IO方式
(1)浮空输入_IN_FLOATING——浮空输入,能够做KEY辨认,RX1
(2)带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入
(3)带下拉输入_IPD——IO内部下拉电阻输入
(4)模仿输入_AIN——运用ADC模仿输入,或许低功耗下省电
(5)开漏输出_OUT_OD—— IO输出0接GND,IO输出1,悬空,需求外接上拉电阻,才干完结输出高电平。当输出为1时,IO口的状况由上拉电阻拉高电平,但由于是开漏输出方式, 这样IO口也就能够由外部电路改动为低电平或不变。能够读IO输入电平改变,完结C51的IO双向功用
(6)推挽输出_OUT_PP——IO输出0-接GND,IO输出1-接VCC,读输入值是不知道的
(7)复用功用的推挽输出_AF_PP——片内外设功用(I2C的SCL,SDA)复用推挽表明引脚的io的操作由相应的功用模块来完结,一般推挽表明你需求经过gpio寄存器来操作引脚
(8)复用功用的开漏输出_AF_OD——片内外设功用(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)

STM32设置实例:

(1)模仿I2C运用开漏输出_OUT_OD,接上拉电阻,能够正确输出0和1;读值时先GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);拉高,然后能够读IO的值;运用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);

(2)假如是无上拉电阻,IO默许是高电平;需求读取IO的值,能够运用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD;

这是串口初始化函数中的一段代码

GPIOA->CRH|=0X000008B0;//IO状况设置

请问这儿第九位为什么要设置成复用功用推挽输出方式 还有什么是复用功用推挽输出方式????????

由于是串口不在时一般的IO口所以复用,
由于没接上拉电阻所以推挽。
由于TX为发送数据端口所以输出。

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