STM32的IO模式選擇
有關(guān)推挽輸出、開(kāi)漏輸出、復用開(kāi)漏輸出、復用推挽輸出
以及上拉輸入、下拉輸入、浮空輸入、模擬輸入的區別
最近在看數據手冊的時(shí)候,發(fā)現在Cortex-M3里,對于GPIO的配置種類(lèi)有8種之多:
(1)GPIO_Mode_AIN模擬輸入
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空輸入
(3)GPIO_Mode_IPD下拉輸入
(4)GPIO_Mode_IPU上拉輸入
(5)GPIO_Mode_Out_OD開(kāi)漏輸出
(6)GPIO_Mode_Out_PP推挽輸出
(7)GPIO_Mode_AF_OD復用開(kāi)漏輸出
(8)GPIO_Mode_AF_PP復用推挽輸出
對于剛入門(mén)的新手,我想這幾個(gè)概念是必須得搞清楚的,平時(shí)接觸的最多的也就是推挽輸出、開(kāi)漏輸出、上拉輸入這三種,但一直未曾對這些做過(guò)歸納。因此,在這里做一個(gè)總結:
推挽輸出:可以輸出高,低電平,連接數字器件; 推挽結構一般是指兩個(gè)三極管分別受兩互補信號的控制,總是在一個(gè)三極管導通的時(shí)候另一個(gè)截止。高低電平由IC的電源低定。
推挽電路是兩個(gè)參數相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負責正負半周的波形放大任務(wù),電路工作時(shí),兩只對稱(chēng)的功率開(kāi)關(guān)管每次只有一個(gè)導通,所以導通損耗小、效率高。輸出既可以向負載灌電流,也可以從負載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負載能力,又提高開(kāi)關(guān)速度。
詳細理解:
開(kāi)漏輸出:輸出端相當于三極管的集電極. 要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅動(dòng),其吸收電流的能力相對強(一般20ma以?xún)?.
開(kāi)漏形式的電路有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1.
2.
3.
4.
在一個(gè)結點(diǎn)(線(xiàn))上,連接一個(gè)上拉電阻到電源VCC或VDD和n個(gè)NPN或NMOS晶體管的集電極C或漏極D,這些晶體管的發(fā)射極E或源極S都接到地線(xiàn)上,只要有一個(gè)晶體管飽和,這個(gè)結點(diǎn)(線(xiàn))就被拉到地線(xiàn)電平上.因為這些晶體管的基極注入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS),晶體管就會(huì )飽和,所以這些基極或柵極對這個(gè)結點(diǎn)(線(xiàn))的關(guān)系是或非NOR邏輯.如果這個(gè)結點(diǎn)后面加一個(gè)反相器,就是或OR邏輯.
其實(shí)可以簡(jiǎn)單的理解為:在所有引腳連在一起時(shí),外接一上拉電阻,如果有一個(gè)引腳輸出為邏輯0,相當于接地,與之并聯(lián)的回路“相當于被一根導線(xiàn)短路”,所以外電路邏輯電平便為0,只有都為高電平時(shí),與的結果才為邏輯1。
關(guān)于推挽輸出和開(kāi)漏輸出,最后用一幅最簡(jiǎn)單的圖形來(lái)概括:
該圖中左邊的便是推挽輸出模式,其中比較器輸出高電平時(shí)下面的PNP三極管截止,而上面NPN三極管導通,輸出電平VS+;當比較器輸出低電平時(shí)則恰恰相反,PNP三極管導通,輸出和地相連,為低電平。右邊的則可以理解為開(kāi)漏輸出形式,需要接上拉。
浮空輸入:對于浮空輸入,一直沒(méi)找到很權威的解釋?zhuān)缓脧囊韵聢D中去理解了
由于浮空輸入一般多用于外部按鍵輸入,結合圖上的輸入部分電路,我理解為浮空輸入狀態(tài)下,IO的電平狀態(tài)是不確定的,完全由外部輸入決定,如果在該引腳懸空的情況下,讀取該端口的電平是不確定的。
上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入:這幾個(gè)概念很好理解,從字面便能輕易讀懂。
復用開(kāi)漏輸出、復用推挽輸出:可以理解為GPIO口被用作第二功能時(shí)的配置情況(即并非作為通用IO口使用)
最后總結下使用情況:
在STM32中選用IO模式
(1) 浮空輸入_IN_FLOATING ——浮空輸入,可以做KEY識別,RX1
(2)帶上拉輸入_IPU——IO內部上拉電阻輸入
(3)帶下拉輸入_IPD—— IO內部下拉電阻輸入
(4) 模擬輸入_AIN ——應用ADC模擬輸入,或者低功耗下省電
(5)開(kāi)漏輸出_OUT_OD ——IO輸出0接GND,IO輸出1,懸空,需要外接上拉電阻,才能實(shí)現輸出高電平。當輸出為1時(shí),IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平,但由于是開(kāi)漏輸出模式,這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔???梢宰xIO輸入電平變化,實(shí)現C51的IO雙向功能
(6)推挽輸出_OUT_PP ——IO輸出0-接GND, IO輸出1 -接VCC,讀輸入值是未知的
(7)復用功能的推挽輸出_AF_PP ——片內外設功能(I2C的SCL,SDA)
(8)復用功能的開(kāi)漏輸出_AF_OD——片內外設功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)
STM32設置實(shí)例:
(1)模擬I2C使用開(kāi)漏輸出_OUT_OD,接上拉電阻,能夠正確輸出0和1;讀值時(shí)先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高,然后可以讀IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);
(2)如果是無(wú)上拉電阻,IO默認是高電平;需要讀取IO的值,可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開(kāi)漏輸出_OUT_OD;
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