概述

    本章主要GPIO输出模式下不同配置的说明。

   

生成例程
* h$ r* v- W* n- j

   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。

8 o/ k* v" Y) X$ [: U

8 ~5 J3 n3 R- Z/ O不同速率对应的波形
; D6 W, b! p; a2 L- ]1 T  A

    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。

LOW速率
3 I' q) u4 |  {/ v  F& J+ O; [

Medium速率
* V  H8 B! c& e( J. X# J

High速率

# V, S2 F( m5 }6 q& h

( V9 h0 H4 A5 ?% d* Y, T2 sVery High速率

- s3 X' I2 `" b& g: P) h

    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。

输出方式
! j  X. G( w. n' F; d, l

: K  Z: V( a" o( c; E; `

    在上图中，P-MOS带了一个⚪，说明是低电平导通。

    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。

2 P. v3 ^% Y6 x

) C! l  `7 S4 ^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。

    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& j4 N% g

    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。

8 ^. z* N2 p7 S$ T% n* Y4 b8 B7 O, @

线与

    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。

. X4 I4 H! d3 k2 w9 ]9 s& L9 r

    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。

! Z8 M4 Y, S: T3 A- h$ r6 O

    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。

    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。

- _% R6 ~. q6 @: _/ L$ j% R输出电压
( U: ]1 ]$ g, @3 L

    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。

6 _+ r) O- I- M1 @

; F  _! L% r( y! W1 D% J. t7 m

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