概述

    本章主要GPIO输出模式下不同配置的说明。

   

生成例程
* l7 Q' G# O% z$ r0 S- E

   使用STM32CUBEMX生成例程，这里使用NUCLEO-L476RG开发板,因为我这只有这款板子的主频较快。

不同速率对应的波形
; I4 P' t1 D, H1 u" v' v

    以PC3为例，在推挽输出无上下拉情况下，输出速率主要有4种，一般的低端MCU只有3种，没有Very High。

" a( y7 O- s4 C* A9 q% o+ {

LOW速率
5 }* d2 {, X. Z6 U3 b, ^* U

% B8 `! g! m  e. y

Medium速率
; S' w2 j7 d! Z, L2 @1 n: B2 I

High速率
6 y* h: Z! q; h2 s( a
% y4 J8 a  t5 m) L( M

! i8 `% p8 w& EVery High速率



( F% A8 P: G1 J5 S

    可以看到，在不同速率下，端口的反应速度不一样，设置最大输出速率越大，响应越快，对应的噪声也就越大。

& S8 A; n0 w) F/ ~/ `/ T1 e

输出方式
5 L/ ]; m* p7 L- Z% ~* V2 N) [; T

  ^( g& I! ^3 X8 a$ v. {: r* H! f, I

    在上图中，P-MOS带了一个⚪，说明是低电平导通。

6 h% @' ^! U6 K6 j9 s! I

    上图是GPIO的示意图，有输入和输出，如果简化为输出，则如下所示。

7 K% v; A+ U0 [: t  V! L# F6 v

推挽输出

    推挽输出的内部电路大概是下图这个样子，由一个P-MOS和一个N-MOS组合而成，同一时间只有一个管子能够进行导通。

" e& B) R( y4 f, n' }: |' \( Z9 S

    当输出高电平时候，P-MOS导通，N-MOS截至，此时电源电流入R5。

' Z* W. ]  A$ I' E
; I$ m4 b! h' o7 m( K1 q

    当输出低电平时候，N-MOS导通，P-MOS截至，此时电流流入R5的为0。

线与
) b+ Q: `6 M# n8 i4 s6 v7 T% _

    推挽输出高电平与电源电压基本上没有压差

    高低电平的驱动能力较强，推挽输出的电流都能达到几十mA。

    但是无法进行线与操作，做进行线与操作，那么电源和地就会短路，因为mos管电阻很小。

    看下图可以得知，电流通过Q3的P-MOS流到Q2的N-MOS，最终回到地。

开漏输出

    开漏输出又叫漏极开漏输出简化后可以看作如下的示意图。

( }% R' b  |* ?0 Y$ V: Q! L

- k* K6 T: ?* z" \

) }8 u5 D5 ~$ D" `8 i

    若还是使用上面推挽的电路图，当N-MOS为低电平时候，那么他的输出就是一个高阻态。

    可以看到，R5没有电流通过，电压也是接近于0，所以GPIO无法对外输出高电平。

    此时需要增加一个上拉，这样的话上拉的电流就会流出去。

    所以在开漏输出情况下，需要增加一个上拉才能进行输出高电平。

    对于输出低电平，他和推挽输出差不多，电流通过N-MOS流到地中。

) s4 M9 c, b2 r) t

    上图是没有增加上拉，但是开漏输出模式都需要增加，增加上拉之后如下图所示。

    电流通过N-MOS流回地中。

8 G, }8 }' m1 a, c) D* W

& n: Q! q' @7 o, V2 [输出电压

    由于推挽输出在输出的时候是通过单片机内部的电压，所以他的电压是不能改变的。

    但是开漏输出是通过外部上拉的电压，所以可以改变开漏输出模式下的电压大小。

    下图是当上拉为5V时候，也是可以驱动出去的，这个上拉电压最大值需要看单片机的耐压。

% P9 D3 t! b8 Q  w

1 i# ~7 U9 z. \$ y8 i

转载自：记帖

如有侵权请联系删除
8 \# k5 y# I8 r$ I4 S

! i) N# S7 b! J- }* q7 P