IO的高阻态是一种什么状态

只看该作者 · 2025-1-25 17:36

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。

只看该作者 · 2025-1-25 17:36

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：

复制

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。