lj245a引脚功能图_stm32H7系列GPIO引脚模式如何选择及开漏

只看该作者 · 2023-7-26 13:27

什么是推挽模式

推挽输出模式：它可以输出高，低电平，通常是用来连接数字器件，例如继电器(继电器通常只需要高低电平即可控制)，数字逻辑器件(如与非门控制芯片，移位控制芯片)等。

因为推挽模式是由2个MOS组成的，见下图。

推挽模式是由2个MOS组成的

GPIO输出 0 时，内部N-MOS (上方的)导通，内部P-MOS(下方的) 高阻，输出端为0。

GPIO输出 1 时，内部N-MOS 高阻，内部P-MOS 导通，输出端为1(不需要外部上拉电路)。

只看该作者 · 2023-7-26 13:27

下面两个图片是推挽输出的内部电流走向。当输入电压为V+时，输入端也就是gpio口，上面的N型N-MOS控制端有电流输入，上方的N-MOS导通，于是电流从上往下通过，提供电流给负载。

当输入电压为V+时，输入端也就是gpio口

只看该作者 · 2023-7-26 13:28

当输入电压为V-时，上面的N型N-MOS控制端有电流输入，上方的N-MOS截止，下方的Q4导通，且电流是从负载端流向输入端的v-和Q4下方的v-。输入端也就是gpio口。

当输入电压为V-时，上面的N型N-MOS控制

只看该作者 · 2023-7-26 13:29

可能朋友们看到了，我这个图中是用的三极管，这是因为我发现stm32的手册上是用的MOS管。

st手册的 I/O 端口位的基本结构

而有的资料又显示说是三极管。所以我这边就用了三极管来进行说明。

只看该作者 · 2023-7-26 13:29

什么是开漏输出

开漏模式一般用来控制电流型设备，如led灯，因为led是随着电流的变化而亮度发生变化的。另外还可以通过调整外部上拉电阻的供电电压来匹配电平。例如有个设备是15v控制，而我们的stm32h7只有3.3v,这可怎么办呢。别急用开漏模式加外部上拉电阻到15v的电源吧。

开漏输出电路

从上图可以看到这个电路的输出端没有任何电源供给，所以也就没有了驱动能力。

只看该作者 · 2023-7-26 13:29

因为常说的开漏输出没有驱动输出电流能力就是这样子了。那如何可以驱动其他器件呢，最好的方法就是外部加入上拉电阻，然后接电压。这点我觉得在stm32h7的内部存在上拉和下拉电阻，因此不必我们额外再增加上拉电阻了。见下图是：

在stm32h7的内部存在上拉和下拉电阻

只看该作者 · 2023-7-26 13:29

开漏和推挽模式的区别

1.开漏输出的另一个好处在于可以实现"线与"功能，所谓的"线与"指的是多个信号线直接连接并联在一起，只有当并联的所有信号都为高电平时，并在一起的总线输出端才为高电平；只要有任意一个或者多个信号为低电平，则总线为低电平。而推挽输出就不行，如果高电平和低电平连在一起，会出现电流倒灌，损坏器件这点要注意。

只看该作者 · 2023-7-26 13:30

推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中负责正负半周的波形放大任务，电路工作时两只对称的功率开关管每次只有一个导通，效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

只看该作者 · 2023-7-26 13:30

推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中负责正负半周的波形放大任务，电路工作时两只对称的功率开关管每次只有一个导通，效率高。输出既可以向负载灌电流，也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。

只看该作者 · 2023-7-26 13:30

最后总结STM32中选用IO模式的一些场合

1、浮空输入GPIO_IN_FLOATING ——浮空输入，可以做KEY识别，RX1

只看该作者 · 2023-7-26 13:30

2、带上拉输入GPIO_IPU——IO内部上拉电阻输入

只看该作者 · 2023-7-26 13:31

3、带下拉输入GPIO_IPD—— IO内部下拉电阻输入

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4、模拟输入GPIO_AIN ——应用ADC模拟输入，或者低功耗下省电

只看该作者 · 2023-7-26 13:31

5、开漏输出GPIO_OUT_OD ——IO输出0接GND，IO输出1，悬空，需要外接上拉电阻，才能实现输出高电平。当输出为1时，IO口的状态由上拉电阻拉高电平，但由于是开漏输出模式，这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化，实现C51的IO双向功能

只看该作者 · 2023-7-26 13:31

6、推挽输出GPIO_OUT_PP ——IO输出0-接GND， IO输出1 -接VCC，读输入值是不确定的，未知。

只看该作者 · 2023-7-26 13:31

7、复用功能的推挽输出GPIO_AF_PP ——片内外设功能(I2C的SCL,SDA)

只看该作者 · 2023-7-26 13:31

8、复用功能的开漏输出GPIO_AF_OD——片内外设功能(TX通讯发送端,MOSI,MISO.SCK.SS)

只看该作者 · 2023-7-26 13:32

9、这里要注意的是模拟I2C的使用。它使用开漏输出_OUT_OD，接上拉电阻，能够正确输出0和1;读值时先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高，然后可以读IO的值；使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);

只看该作者 · 2023-7-26 13:32

10、如果是无上拉电阻，IO默认是高电平；需要读取IO的值，可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD;

只看该作者 · 2023-7-26 13:32

11、作为普通GPIO输入：根据需要配置该引脚为浮空输入、带弱上拉输入或带弱下拉输入，同时不要使能该引脚对应的所有复用功能模块。