GPIO口的学习

推挽输出

用它去控制一个mos管，当输出高电平时电流这样流出去，给外面的这颗mos管的栅极充电，所以这个过程称为推把电流推出去

然后当IO口输出低电平时电流这样流进来,给外面的这颗mos管的栅极放电,那这就是挽，把电流挽回来,所以所谓的推挽,其实就是描述了mos管输出高低电,平时电流的一个动作而已

开漏输出 

接下去我们再把GPIO的这两种状态拿出来,组成一个组合,你会发现在这个组合里,上面的mos管永远是关闭的,所以可以认为它就是不存在的,那这个时候下面的mos管的漏极,就等于啥也没接,处于一个开漏状态,所以这个模式被称为开漏模式。

作用

第一个是改变高电平的电压,比如说我们现在想要用这个GPIO,去控制一个芯片的enable引脚,但是呢这个GPIO输出的高电平是5V,而后面这个芯片的enable只支持3.3V输入,如果用推挽模式的话,高电平时输出五伏,就有可能把后面的芯片给烧毁了,所以我们就需要使用开漏模式,同时需要在外面接一个上拉电阻,这样当这颗mos管关闭,也就是GPIO处于高阻态时,enable这边就被这个上拉电阻拉到了3.3伏,也就是高电平,当这颗mos管打开时,enable这边就被这颗mos管拉到了低电平,实现了5V单片机对3.3V芯片的控制

第二个作用就是可以支持几个GPIO同时控制一个输入,

我们来看一下这张图

用两个GPIO去控制这个芯片的enable,如果用推挽模式的话,上面的GPIO输出高电平,

下面的GPIO输出低电平时这条通路就短路了,这两个mos管总是会烧毁一个,所以需要把这两个GPIO都配置为开漏模式,然后再外接一个上拉电阻,这样只要有任意一个GPIO输出低电平时,这边enable就是低电平,如果都处于高阻态,那么这边enable就是高电平

用于实现多个设备共享同一条数据总线的情况，如 I²C总线 中。多个设备的开漏输出可以连接在同一条总线上，通过外部上拉电阻将线路拉高。当任意一个设备将输出拉低时，总线的状态就会变为低电平。这种“线与”（wired-AND）操作机制允许多个设备同时控制一条数据线，而不会发生冲突。

应用场景：I²C、SMBus等总线通信协议。

输出的总结

对于一个GPIO,根据内部mos管的开关情况,存在三种输出状态,分别是高电平,低电平和高阻态,然后高电平和低电平的组合,就变成了所谓的推挽输出,低电平和高阻态的组合,就变成了所谓的开漏输出,同时开漏输出,一般都会配置一颗外部的上拉电阻。

模拟输入

不经过TTL施密特触发器

上拉输入

上拉输入模式下,寄存器直接读取IO端口的电平,IO端口为高电平,读取的就是高电平,IO端口为低电平,读取的就是低电平,IO端口悬空无信号输入时读取的是高电平

下拉输入

 浮空输入

在IO端口悬空时,读取的端口电平是不确定的

三种输入模式的区别