今天給大家分享的是浮動(dòng)輸入和開(kāi)漏輸出。

一、浮動(dòng)輸入

首先，考慮雙向（單刀雙擲）開(kāi)關(guān)情況

當開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，為控制輸入將連接到 +3.3V，即高電平。當開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，微控制器輸入將連接到 0V（即低電平）。但是，如果只有一個(gè)按鈕怎么辦？

開(kāi)關(guān)打開(kāi)

當按下按鈕時(shí)，微控制器輸入將連接到 0V（即低電平）。

按下按鈕

然而，當未按下按鈕時(shí)，微控制器輸入并沒(méi)有真正連接到組件：

未按下按鈕

就好像沒(méi)有連接一樣：

等效

在這種情況下，輸入電平是多少？高還是低？因為它沒(méi)有真正連接到任何東西，所以輸入可以是任何東西，具體取決于環(huán)境中的靜電或電磁輻射。

它可能只是簡(jiǎn)單地接收無(wú)線(xiàn)電波（如天線(xiàn)）并在弱定義的高狀態(tài)和低狀態(tài)之間來(lái)回翻轉。這種狀態(tài)，其中微控制器輸入沒(méi)有明確定義并且可以是任何東西（隨機），稱(chēng)為浮動(dòng)。

二、上拉和下拉電阻

為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要在輸入端添加一個(gè)上拉電阻或下拉電阻（上拉電阻如下圖所示）：

上拉電阻

當按鈕未被按下時(shí)，上拉電阻會(huì )將微控制器輸入拉至+3.3V，提供明確定義的高電平。當按下按鈕時(shí)，微控制器輸入將直接連接（短路）至地 (0V)，提供明確定義的低電平。在這種情況下，一些電流將流過(guò)上拉電阻，但由于電阻值相對較高，因此電流量很小。

這里可以發(fā)現電阻符號看起來(lái)像一個(gè)小彈簧，這是它在這種情況下的功能。比如自動(dòng)關(guān)閉的門(mén)，除非你主動(dòng)打開(kāi)門(mén)，不然的話(huà)，會(huì )有機制門(mén)會(huì )自動(dòng)關(guān)閉。如果沒(méi)有自動(dòng)關(guān)閉機制（假設門(mén)沒(méi)有閂鎖機制），門(mén)會(huì )被進(jìn)出的人移動(dòng)，不會(huì )默認特定的位置。

上拉（或下拉）電阻類(lèi)似于這些門(mén)上的自動(dòng)關(guān)閉機制，因為它在未主動(dòng)驅動(dòng)時(shí)將輸入保持在特定電平。

情況可以反過(guò)來(lái)，因為按鈕可以連接到+3.3V（高），并且可以使用下拉電阻來(lái)保持輸入低。不過(guò)，上拉電阻配置比較常見(jiàn)

下拉電阻

三、開(kāi)漏輸出

一些微控制器輸出可以設置為漏極開(kāi)路（或僅可用作漏極開(kāi)路）。開(kāi)漏輸出是只能驅動(dòng)為低電平而不能驅動(dòng)為高電平的輸出；輸出為低電平或浮動(dòng)。

本質(zhì)上，輸出只是連接到晶體管的漏極引腳（因此稱(chēng)為開(kāi)漏）。

開(kāi)漏

當控制線(xiàn)被驅動(dòng)為高電平時(shí)，晶體管將輸出短路至地 (0V)，將其拉低。當控制線(xiàn)被驅動(dòng)為低電平時(shí)，晶體管處于高阻抗（高電阻）并且輸出處于浮動(dòng)狀態(tài)。

一些通信方案，例如 I2C 和 CAN，使用它來(lái)允許多個(gè)設備通過(guò)相同的通信線(xiàn)路進(jìn)行通信，而不會(huì )出現短路（沖突，即一個(gè)設備試圖將線(xiàn)路驅動(dòng)為高電平，而另一個(gè)設備試圖將線(xiàn)路驅動(dòng)為高電平）。它很低）。

在這些情況下，上拉電阻用于在未主動(dòng)將線(xiàn)路驅動(dòng)為低電平時(shí)將線(xiàn)路保持為高電平。

來(lái)源：
https://www.labcenter.com/blog/sim-inputs-outputs/