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IO的高阻态是一种什么状态

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xixi2017|  楼主 | 2025-1-25 17:36 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
IO, 状态, 引脚, 电路, 总线
IO 引脚的 高阻态（High Impedance State，简称 Hi-Z） 是一种特殊的电气状态，指的是该引脚的电流几乎为零，即引脚既不输出电压，也不输入电压。处于高阻态的引脚就像是没有连接到任何电路一样，对外部电路没有影响。

高阻态的特点：
无电流流动：在高阻态下，IO 引脚的输出驱动电流几乎为零，电气上表现为开路状态。
电路隔离：该引脚不会向外界提供电压，也不会从外界接收电压，起到隔离作用。
不影响其他设备：在多路复用的情况下，当多个引脚共享同一个总线时，将某些不使用的引脚设置为高阻态可以避免它们对总线产生干扰。
应用场景：
三态逻辑（Tri-state logic）：高阻态常用于三态逻辑中，特别是在总线通信系统（如 I2C、SPI、数据总线等）中，多个设备共享同一条数据线时，只有一个设备可以驱动数据线，而其他设备需要将其相关引脚设置为高阻态，以避免冲突。

多路复用和选择：在多路复用电路中，多个信号可能会连接到同一个总线上。通过将不需要的信号引脚配置为高阻态，可以确保不会与其他设备或信号冲突。

GPIO 输入：某些微控制器的引脚可以配置为输入模式并保持高阻态，这时引脚不提供任何输出，完全由外部电路控制，避免输出与外部电路发生冲突。



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沙发
xixi2017|  楼主 | 2025-1-25 17:36 | 只看该作者
在 STM32 等微控制器中，IO 引脚通常可以通过设置寄存器来配置为高阻态。通过将引脚设置为输入模式，并选择不使用上拉或下拉电阻，来实现高阻态。
例如，在 STM32 中将引脚配置为高阻态的代码示例：
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GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_X; // X 是引脚编号

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; // 设置为输入模式

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 不上拉也不下拉

HAL_GPIO_Init(GPIOX, &GPIO_InitStruct); // GPIOX 是对应的 GPIO 端口
高阻态是一种使引脚电气上“断开”的状态，适用于需要将不使用的引脚或设备从电路中隔离的场合。它对于避免引脚冲突和确保总线正常工作至关重要。

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板凳
earlmax| | 2025-2-4 17:04 | 只看该作者
当这个控制信号指示IO引脚进入高阻态时，即使有内部或外部的电压变化，该引脚也不会影响电路的其他部分。

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地板
bestwell| | 2025-2-4 21:39 | 只看该作者
在高阻态下，引脚不会对连接的电路产生电信号影响，因为它既不提供电流也不吸收电流。

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5楼
lihuami| | 2025-2-5 08:18 | 只看该作者
IO的高阻态是一种输入或输出状态，在这种状态下，IO引脚既不是高电平也不是低电平，而是呈现一个非常高的电阻，阻止电流通过，同时也不会影响外部电路的电压水平

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6楼
sheflynn| | 2025-2-5 09:54 | 只看该作者
在多主控系统中，多个设备可以共享同一个数据总线。当某个设备不需要发送数据时，它可以将其输出置于高阻态，从而允许其他设备控制总线。

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7楼
wangdezhi| | 2025-2-5 11:29 | 只看该作者
某些微控制器的引脚可以配置为输入模式并保持高阻态。在这种模式下，引脚不提供任何输出，完全由外部电路控制。这避免了输出与外部电路发生冲突，并允许微控制器监测外部信号的变化。

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8楼
mickit| | 2025-2-5 14:55 | 只看该作者
在高阻态下，IO引脚的输出驱动电流几乎为零，电气上表现为开路状态。这意味着该引脚对外部电路没有影响，就像是没有连接到任何电路一样。

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9楼
lzmm| | 2025-2-5 15:25 | 只看该作者
在多路复用的情况下，当多个引脚共享同一个总线时，将某些不使用的引脚设置为高阻态可以避免它们对总线产生干扰。

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10楼
primojones| | 2025-2-5 16:51 | 只看该作者
某些IO引脚可以配置为输入或输出。当引脚作为输入使用时，其输出驱动器通常置于高阻态，以避免对信号线产生干扰。

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11楼
wilhelmina2| | 2025-2-6 11:14 | 只看该作者
当需要将电路中的某一部分与其他部分进行隔离时，高阻态可以起到很好的隔离作用。通过将特定的引脚设置为高阻态，可以阻止电流或信号在不同部分之间的不必要传输，从而提高电路的稳定性和可靠性。

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12楼
hilahope| | 2025-2-6 18:07 | 只看该作者
当 I/O 引脚处于高阻态时，由于几乎没有电流的流动，因此可以显著降低电路的功耗。在一些对功耗要求较高的应用中，如便携式设备，合理使用高阻态可以延长电池的使用时间。例如，在某些低功耗的单片机系统中，当某些外设不需要工作时，可以将与之相连的 I/O 引脚设置为高阻态，减少不必要的功耗。

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13楼
xiaoyaodz| | 2025-2-6 19:03 | 只看该作者
IO 口处于高阻态时，其电平既不是高电平，也不是低电平，而是处于一种不确定的状态。用万用表测量时，其读数可能是高电平，也可能是低电平，具体取决于后续所连接的电路或器件的状态。

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14楼
小小蚂蚁举千斤| | 2025-2-6 22:01 | 只看该作者
使用的IO可以配置不使用的IO可以直接不用

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15楼
burgessmaggie| | 2025-2-13 18:18 | 只看该作者
高阻态常用于三态逻辑中，特别是在总线通信系统（如I2C、SPI、数据总线等）中，多个设备共享同一条数据线时，只有一个设备可以驱动数据线，而其他设备需要将其相关引脚设置为高阻态，以避免冲突。

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16楼
hearstnorman323| | 2025-2-13 20:13 | 只看该作者
高阻态可以用来保护IO引脚，防止由于引脚配置不当或电路故障导致的短路。

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17楼
macpherson| | 2025-2-13 20:55 | 只看该作者
当一个IO引脚处于高阻态时，它的输出被禁用，这意味着它不会向连接的电路提供任何电流。

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18楼
sdCAD| | 2025-2-13 21:48 | 只看该作者
在STM32等微控制器中，IO引脚通常可以通过设置寄存器来配置为高阻态。

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19楼
mollylawrence| | 2025-2-14 09:50 | 只看该作者
IO的高阻态是一种特殊的电气状态，具有无电流流动、电路隔离和电平不确定性等特性。它在多路复用、总线通信、GPIO输入和电路隔离等方面具有广泛应用。与悬空输入相比，高阻态输入具有更高的稳定性和可靠性。

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20楼
abotomson| | 2025-2-14 11:54 | 只看该作者
高阻态的引脚虽然电平状态也不确定，但由于其输入电阻极大（理论上为无穷大），对前级电路的影响极小。这使得高阻态输入在连接驱动能力弱的外部设备时具有优势，能够准确读取外部设备输出的电平信号。

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