GPIO管脚设置区别.docx

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Cｏrtｅx-Ｍ3里，对于GPIO的配置种类有8种之多：（1）GPIＯ_Ｍｏdｅ＿AIN 模拟输入 （2）GPIO_Mｏde_IN＿ＦＬＯATＩNG 浮空输入（３)ＧPIO_Ｍｏｄｅ_ＩPD 下拉输入 ﻫ（4)ＧPＩO＿Ｍode＿IPU 上拉输入 ﻫ(5）ＧＰＩＯ_Mode_Out_ＯD 开漏输出ﻫ（6)GＰIO_Mｏde_Ouｔ_ＰP 推挽输出(7）GＰIO_Mode＿AF_OD 复用开漏输出 ﻫ（8）ＧPＩO_Mode＿AF_PP 复用推挽输出ﻫ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:ﻫ 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GＮDIC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:该图中左边的便是推挽输出模式,其中比较器输出高电平时下面的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时则恰恰相反，ＰＮP三极管导通，输出和地相连，为低电平.右边的则可以理解为开漏输出形式，需要接上拉。

 浮空输入:对于浮空输入,一直没找到很权威的解释,只好从以下图中去理解了 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，我理解为浮空输入状态下，ＩＯ的电平状态是不确定的，完全由外部输入决定，如果在该引脚悬空的情况下，读取该端口的电平是不确定的.上拉输入/下拉输入/模拟输入：这几个概念很好理解，从字面便能轻易读懂复用开漏输出、复用推挽输出：可以理解为ＧPIO口被用作第二功能时的配置情况（即并非作为通用IＯ口使用）最后总结下使用情况:在SＴＭ32中选用ＩO模式ﻫ（１） 浮空输入＿IN_FLＯAＴINＧ ——浮空输入，可以做KEY识别，ＲX１（2)带上拉输入＿IPU-—ＩO内部上拉电阻输入ﻫ（3)带下拉输入_IＰD—— IO内部下拉电阻输入（4） 模拟输入_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电(5）开漏输出_OUT_OＤ　——IO输出0接GＮD，IＯ输出１,悬空,需要外接上拉电阻,才能实现输出高电平.当输出为１时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变.可以读IO输入电平变化,实现C51的IO双向功能（6）推挽输出_ＯUＴ＿PP ——IＯ输出0－接GＮD, IO输出1　—接ＶCC，读输入值是未知的（7）复用功能的推挽输出_AF_ＰP　-—片内外设功能（Ｉ2C的SCL，SDA）（８）复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能（TX1，MOＳI，MISO。

SCK.SS)ﻫﻫSTＭ32设置实例：（1）模拟I2C使用开漏输出_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，然后可以读IO的值；使用GPIO_ＲeａdInpuｔDaｔaBit（GPIOＢ,ＧPIO＿Pin＿0）；ﻫﻫ（2)如果是无上拉电阻,IＯ默认是高电平;需要读取IO的值，可以使用带上拉输入_IPＵ和浮空输入＿ＩＮ_FLOＡTIＮG和开漏输出_OＵT_OD;文中如有不足，请您指教！ / 。