單片機(jī)IO口推挽、開(kāi)漏輸出、準(zhǔn)雙向IO詳解

ID:117358 · 發(fā)表于 2016-5-1 05:41

在學(xué)單片機(jī)和選用邏輯器件的時(shí)候我們常別人說(shuō)這款芯片是推挽輸出驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，這個(gè)引腳是開(kāi)漏輸出需要加上拉電阻。是不是有時(shí)候感覺(jué)一頭霧水？今天就詳解一下推挽和開(kāi)漏，以后你買芯片的時(shí)候就可以和別人大聲理論了。

1. 什么是推挽輸出
推挽輸出既可以輸出低電平，也可以輸出高電平，可以直接驅(qū)動(dòng)功耗不大的數(shù)字器件。

2. 推挽輸出電路的結(jié)構(gòu)

推挽電路是由兩個(gè)三極管或MOSFET，以推挽方式存在于電路中，電路工作時(shí)，兩只對(duì)稱的開(kāi)關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小、效率高、既提高電路的負(fù)載能力，又提高開(kāi)關(guān)速度。其示意結(jié)構(gòu)如下圖所示：

當(dāng)內(nèi)部輸出1電平時(shí)，上邊的MOS管導(dǎo)通同時(shí)下邊的MOS管截至，IO口輸出高電平；
當(dāng)內(nèi)部輸出0電平時(shí)，上邊的MOS管截至同時(shí)下邊的MOS管導(dǎo)通，IO口輸出低電平；

3. 什么是開(kāi)漏輸出
開(kāi)漏輸出只能輸出低電平，如果要輸出高電平必須通過(guò)上拉電阻才能實(shí)現(xiàn)。就類似于三極管的集電極輸出。
4. 開(kāi)漏輸出電路的結(jié)構(gòu)

如上圖：

內(nèi)部輸出1時(shí)MOS管截止，輸出與地?cái)嚅_(kāi)，這時(shí)候IO口其實(shí)是沒(méi)有驅(qū)動(dòng)能力的，需要外部連接上拉電阻才能輸出高電平，才能驅(qū)動(dòng)數(shù)字器件；
內(nèi)部輸出0時(shí)MOS管導(dǎo)通，輸出低電平，所以開(kāi)漏能輸出低電平；

5. 準(zhǔn)雙向IO
在學(xué)51單片機(jī)的時(shí)候老師告訴我們，51單片機(jī)的IO口是準(zhǔn)雙向的，什么是準(zhǔn)雙向的？示意如下：

其結(jié)構(gòu)類似于開(kāi)漏輸出，只不過(guò)是把上拉電阻集成到了單片機(jī)內(nèi)部。
6. IO口如何應(yīng)用
對(duì)于推挽輸出的IO口可以直接輸出高低電平驅(qū)動(dòng)功耗較小的數(shù)字器件，但對(duì)于開(kāi)漏輸出的話必須要在外部接上拉電阻才行。比如說(shuō)LPC11C14單片機(jī)的片上I2C資源就是開(kāi)漏輸出的，如果要使用這兩個(gè)引腳做輸出就必須加上拉電阻，如下圖所示：

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