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单片机IO口科普:推挽输出、开漏输出详解

  1. 什么是推挽输出

  推挽输出既可以输出低电平,也可以输出高电平,可以直接驱动功耗不大的数字器件。

  2. 推挽输出电路的结构

  推挽电路是由两个三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,电路工作时,两只对称的开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小、效率高、既提高电路的负载能力,又提高开关速度。其示意结构如下图所示:

    

 

  当内部输出1电平时,上边的MOS管导通同时下边的MOS管截至,IO口输出高电平;

  当内部输出0电平时,上边的MOS管截至同时下边的MOS管导通,IO口输出低电平;

  3. 什么是开漏输出

  开漏输出只能输出低电平,如果要输出高电平必须通过上拉电阻才能实现。就类似于三极管的集电极输出。

  4. 开漏输出电路的结构

    

 

  如上图:

  内部输出1时MOS管截止,输出与地断开,这时候IO口其实是没有驱动能力的,需要外部连接上拉电阻才能输出高电平,才能驱动数字器件;

  内部输出0时MOS管导通,输出低电平,所以开漏能输出低电平;

  5. 准双向IO

  在学51单片机的时候老师告诉我们,51单片机的IO口是准双向的,什么是准双向的?示意如下:

    

 

  其结构类似于开漏输出,只不过是把上拉电阻集成到了单片机内部。

  6. IO口如何应用

  对于推挽输出的IO口可以直接输出高低电平驱动功耗较小的数字器件,但对于开漏输出的话必须要在外部接上拉电阻才行。比如说LPC11C14单片机的片上I2C资源就是开漏输出的,如果要使用这两个引脚做输出就必须加上拉电阻,如下图所示:

    

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