[应用方案] 单片机I/O口

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 楼主| jackcat 发表于 2025-6-21 09:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

IO口,嵌入式世界的桥梁


单片机要和外部世界互动,全靠IO口!它就像单片机伸向外界的触手,控制灯亮灭、电机转动,甚至接收各种信号。没有IO口,单片机就成了个“哑巴”,啥也干不了。


输入、输出、还有双向?


IO口主要分三种:输入、输出、双向。输入口负责接收外部信号;输出口负责向外发送信号;双向IO口嘛,顾名思义,既能接收也能发送。是不是很简单?


推挽输出:强劲的“大力士”


想象一下,两个强壮的力士,一个推,一个拉,共同完成一件任务,这就是推挽输出的精髓!它通常用两个互补的晶体管或MOSFET构成。一个管子导通时,另一个管子截止;高低电平切换迅速,驱动能力强,效率高。


推挽输出的电路图示




(此处应插入推挽输出电路图,包含用三极管和MOSFET两种实现方式的图示)


推挽输出的工作原理


当需要输出高电平时,一个管子导通,另一个管子截止;输出低电平时,情况正好相反。像极了两个配合默契的力士,完成高低电平的快速切换。


推挽输出的优势和应用


推挽输出的优势很明显:驱动能力强,能轻松驱动高电流负载,例如LED灯、电机等。效率也高,功耗低。


开漏输出:灵活的“小助手”


开漏输出,就像一个只负责“打开”开关的小助手,需要另一个部件来“拉”高电平。它只有一个MOSFET,自身只能输出低电平,需要外部连接上拉电阻才能输出高电平。


开漏输出的电路图示




(此处应插入开漏输出电路图,主要以MOSFET为例)


开漏输出的工作原理


开漏输出通过控制MOSFET的导通与截止来控制输出电平。只有MOSFET导通时,才能输出低电平;MOSFET截止时,输出电平由上拉电阻决定。


上拉电阻:开漏输出的“好搭档”


上拉电阻的作用是将输出电平拉高到高电平。选择上拉电阻时,需要考虑负载电流和单片机的输出能力。


推挽vs开漏:选哪个好?


到底用推挽还是开漏,要看具体应用场景。


推挽输出和开漏输出对比




|特性|推挽输出|开漏输出||--------------|--------------------|----------------------||驱动能力|强|弱,需外部上拉电阻||功耗|较低|较低(取决于上拉电阻)||输出高低电平|都能|只能输出低电平||应用场景|驱动LED,电机等|I2C接口,按键检测等|



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