gpio的开漏输出与推挽输出的区别
时间: 2024-06-03 11:07:12 浏览: 236
GPIO的开漏输出和推挽输出是两种常见的输出方式,它们的主要区别在于输出电路的连接方式不同。
开漏输出是将输出端口与一个NPN晶体管的发射极连接在一起,而晶体管的基极接到控制器的输出端口上。当控制器输出高电平时,晶体管的基极会导通,从而将输出端口连接到地,输出低电平。当控制器输出低电平时,晶体管的基极不导通,输出端口则不与任何电路连接,处于高阻态。因此,开漏输出只能输出低电平或高阻态信号,需要外接上拉电阻将输出信号拉高。
推挽输出是将输出端口分别连接到两个晶体管的集电极上,这两个晶体管分别是PNP和NPN型的。当控制器输出高电平时,NPN晶体管导通,PNP晶体管截止,输出端口与正电压相连,输出高电平。当控制器输出低电平时,NPN晶体管截止,PNP晶体管导通,输出端口与地相连,输出低电平。因此,推挽输出可以输出高电平和低电平信号,不需要外接上拉电阻。
总的来说,开漏输出适合驱动需要外接上拉电阻的器件,如LED、继电器等;而推挽输出适合驱动不需要上拉电阻的器件,如电机、蜂鸣器等。
相关问题
GPIO 推挽输出 01:GPIO 开漏输出 10:AFIO 推挽输出 11:AFIO 开漏输出
GPIO推挽输出是指通过控制GPIO引脚的输出电平来控制外部设备的工作状态。推挽输出可以提供较高的输出电流和较低的输出电阻,适用于驱动各种类型的负载。
01:GPIO开漏输出是指在输出低电平时,GPIO引脚与地连接,形成一个开漏结构;而在输出高电平时,GPIO引脚与电源断开,不提供电流。这种输出方式适用于需要与其他设备进行逻辑电平转换的场景。
10:AFIO推挽输出是指通过外设功能映射寄存器(AFIO)将GPIO引脚配置为外设功能,并以推挽方式输出。这种输出方式适用于需要与外部设备进行高速通信或驱动较大负载的场景。
11:AFIO开漏输出是指通过外设功能映射寄存器(AFIO)将GPIO引脚配置为外设功能,并以开漏方式输出。这种输出方式适用于需要与其他设备进行逻辑电平转换或需要与其他开漏输出设备进行连接的场景。
说出STM32 f407GPIO引脚开漏输出和推挽输出的区别。
### STM32 F407 GPIO 开漏输出与推挽输出的区别
#### 定义与基本原理
开漏输出(Open Drain Output)和推挽输出(Push-Pull Output)是STM32微控制器GPIO配置中的两种不同模式。
对于开漏输出而言,这种类型的引脚仅能主动拉低信号线至接地电位。这意味着,在无外接元件的情况下,该引脚无法提供高逻辑电平;为了实现这一点通常会在电路中加入一个外部上拉电阻连接电源电压[Vcc],从而确保当内部晶体管关闭时不使线路处于浮置状态[^2]。
相比之下,推挽输出结构则由一对互补工作的NMOS和PMOS晶体管组成。在这种设置下,无论需要发送的是高低任一逻辑电平,都可以直接通过激活相应的MOSFET来完成——即可以将引脚驱动到接近于供电轨两端的任何指定电平而无需依赖额外组件的支持[^1]。
#### 工作方式对比
- **开漏输出**
- 当设定为低电平时,内部N沟道场效应管导通使得引脚被强制拉向地;
- 设定为高阻态时,则相当于断开了所有路径让电流停止流动,此时如果没有外界因素影响的话,节点上的电压将是不确定的状态除非有其他设备施加作用力使其稳定在一个特定水平之上。
- **推挽输出**
- 输出高电平时,PMOS开启并将引脚提升到近似VDD;
- 而要表达低电平的时候就轮到了NMOS负责把电势拽下来贴近GND.
#### 应用场景差异
由于上述特性,两者适用于不同的应用场景:
- 使用开漏输出能够方便地与其他具有相同功能特性的模块共享一条总线,并允许多个源共同决定最终呈现出来的数据值。此外它还特别适合用于I²C通信协议以及某些LED指示灯控制场合因为这些地方往往已经内置了必要的上拉机制.
- 推挽输出更适合那些要求快速切换且不需要考虑竞争条件的应用环境比如普通的数字接口互联或是继电器驱动等情形因为它可以直接给出明确稳定的高低电平而不必担心干扰问题.
```c
// 设置GPIO为推挽输出模式
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // Push Pull Mode
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
// 设置GPIO为开漏输出模式
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // Open Drain Mode
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
```
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