概述

本章主要GPIO輸出模式下不同配置的說(shuō)明。 最近在弄ST和GD的課程，需要樣片的可以加群申請(qǐng)：615061293。

生成例程

使用STM32CUBEMX生成例程，這里使用NUCLEO-L476RG開(kāi)發(fā)板,因?yàn)槲疫@只有這款板子的主頻較快。

不同速率對(duì)應(yīng)的波形

以PC3為例，在推挽輸出無(wú)上下拉情況下，輸出速率主要有4種，一般的低端MCU只有3種，沒(méi)有Very High。

LOW速率

Medium速率

High速率

Very High速率

可以看到，在不同速率下，端口的反應(yīng)速度不一樣，設(shè)置最大輸出速率越大，響應(yīng)越快，對(duì)應(yīng)的噪聲也就越大。

輸出方式

在上圖中，P-MOS帶了一個(gè)?，說(shuō)明是低電平導(dǎo)通。

上圖是GPIO的示意圖，有輸入和輸出，如果簡(jiǎn)化為輸出，則如下所示。

模擬文件下載

https://download.csdn.net/download/qq_24312945/85250172

推挽輸出

推挽輸出的內(nèi)部電路大概是下圖這個(gè)樣子，由一個(gè)P-MOS和一個(gè)N-MOS組合而成，同一時(shí)間只有一個(gè)管子能夠進(jìn)行導(dǎo)通。

當(dāng)輸出高電平時(shí)候，P-MOS導(dǎo)通，N-MOS截至，此時(shí)電源電流入R5。

當(dāng)輸出低電平時(shí)候，N-MOS導(dǎo)通，P-MOS截至，此時(shí)電流流入R5的為0。

線(xiàn)與

推挽輸出高電平與電源電壓基本上沒(méi)有壓差 高低電平的驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)，推挽輸出的電流都能達(dá)到幾十mA。 但是無(wú)法進(jìn)行線(xiàn)與操作，做進(jìn)行線(xiàn)與操作，那么電源和地就會(huì)短路，因?yàn)閙os管電阻很小。 看下圖可以得知，電流通過(guò)Q3的P-MOS流到Q2的N-MOS，最終回到地。

開(kāi)漏輸出

開(kāi)漏輸出又叫漏極開(kāi)漏輸出簡(jiǎn)化后可以看作如下的示意圖。

若還是使用上面推挽的電路圖，當(dāng)N-MOS為低電平時(shí)候，那么他的輸出就是一個(gè)高阻態(tài)。 可以看到，R5沒(méi)有電流通過(guò)，電壓也是接近于0，所以GPIO無(wú)法對(duì)外輸出高電平。

此時(shí)需要增加一個(gè)上拉，這樣的話(huà)上拉的電流就會(huì)流出去。 所以在開(kāi)漏輸出情況下，需要增加一個(gè)上拉才能進(jìn)行輸出高電平。

對(duì)于輸出低電平，他和推挽輸出差不多，電流通過(guò)N-MOS流到地中。

上圖是沒(méi)有增加上拉，但是開(kāi)漏輸出模式都需要增加，增加上拉之后如下圖所示。 電流通過(guò)N-MOS流回地中。

輸出電壓

由于推挽輸出在輸出的時(shí)候是通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的電壓，所以他的電壓是不能改變的。 但是開(kāi)漏輸出是通過(guò)外部上拉的電壓，所以可以改變開(kāi)漏輸出模式下的電壓大小。 下圖是當(dāng)上拉為5V時(shí)候，也是可以驅(qū)動(dòng)出去的，這個(gè)上拉電壓最大值需要看單片機(jī)的耐壓。

審核編輯：湯梓紅