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IO的 输入输出 和三态

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千岁寒|  楼主 | 2018-7-13 16:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 千岁寒 于 2018-7-13 16:26 编辑

开漏。内部输出如果要输出高电平时,T2 关断,IO 电平要靠外部的上拉电阻才能拉成高电平,如果没有外部上拉电阻 IO 电平就是一个不确定态。
强推挽。内部输出一个高电平时,通过 MOS 管直接输出电流,没有电阻的限流,电流输出能力也比较大;如果内部输出一个低电平,那反向电流也可以很大,强推挽的一个特点就是驱动能力强。
高阻态。通常用来做输入引脚的时候,可以将 IO 口设置成高阻态,高阻态引脚本身如果悬空,用万用表测量的时候可能是高可能是低,它的状态完全取决于外部输入信号的电平,高阻态引脚对 GND 的等效电阻很大(理论上相当于无穷大,但实际上总是有限值而非无穷大),所以称之为高阻。


  • 三极管是靠电流导通的,而 MOS 管是靠电压导通的。
  • 当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
  • OC门电路必须加上拉电阻,才能使用。
  • 为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
  • 在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。
  • 芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
  • 提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
  • 长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。
  • 推挽输出: 可以输出高,低电平,连接数字器件;推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.
  • 开漏输出: 输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).
  • 上下电阻:上拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平,同时此电阻也起到一个限流作用,下拉就是下拉到低电平。
如将 IO 设置为开漏输出高电平 或 者是高阻态时,默认的电平就是不确定的,外部经一个电阻接到 VCC,也就是上拉电阻,那么相应的引脚就是高电平;经一个电阻到 GND,也就是下拉电阻,那么相应的引脚就是一个低电平。
选择上下拉电阻的原则:
        *从降低功耗的方面考虑应当足够大,因为电阻越大,电流越小。
        *从确保足够的引脚驱动能力考虑应当足够小,电阻小了,电流才能大。
        * 在开漏输出时,过大的上拉电阻会导致信号上升沿变缓。解释原因:实际电平的变化都是需要时间的,虽然很小,但永远都达不到零,而开漏输出时上拉电阻的大小就直接影响了这个上升过程所需要的时间,如图 9-2 所示。想一下,如果电阻很大,而信号频率又很快的话,最终将导致信号还没等上升到高电平就又变为低了,于是信号就无法正确传送了。

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