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单片机I/O口的开漏输出及推挽输出区别是什么

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发表于 2022-7-21 10:28 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;
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/ L8 J" z; r' A  @
开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).
5 J, [' Z7 Y3 D8 O; w   
/ v/ W* ?+ R3 p$ o% A: E
    推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止.- e& j' M& R/ Y, w8 Q
     要实现 线与 需要用OC(open collector)门电路.是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各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,所以导通损耗小,效率高。输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。

$ [, r+ u# T3 i3 |% G) O7 [# Y) k
/////////////////////////////////////////////////////////////////////

  T$ m" _( v, m* S+ c, q# s
开漏电路特点及应用 " g4 Q2 V9 r1 q- p. x. n/ M- K2 b

. ]  K" O( ~1 q4 }7 h. o     在电路设计时我们常常遇到开漏(open drain)和开集(open collector)的概念。

7 ?& }8 \1 O- C9 H* |
 所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成

5 v/ y5 m" T6 z: `. U* |) O# J
   
/ R9 [6 R7 w" Y8 n8 I 组成开漏形式的电路有以下几个特点:
2 L& d6 L0 U& e

2 P" P9 `0 O: s 1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。IC内部仅需很下的栅极驱动电流。如图1。
1 K2 a6 L5 w- A! D 2. 可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。形成 “与逻辑” 关系。如图1,当PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一个变低后,开漏线上的逻辑就为0了。这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。

, w3 j% l0 g' W7 J( d' D  k  [

9 E' b6 h  D2 ? 3. 可以利用改变上拉电源的电压,改变传输电平。如图2, IC的逻辑电平由电源Vcc1决定,而输出高电平则由Vcc2决定。这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。
, r9 o9 {, R2 A& @5 e 4. 开漏Pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平(因此对于经典的51单片机的P0口而言,要想做输入输出功能必须加外部上拉电阻,否则无法输出高电平逻辑)。' P- g4 G; U% T& Y4 L
5. 标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路,才能具备双向输入、输出的能力。
2 B# D. A; W! R( C9 `6 m# @9 z
应用中需注意:
+ F4 ]$ F5 ?# m 1.   开漏和开集的原理类似,在许多应用中我们利用开集电路代替开漏电路。例如,某输入Pin要求由开漏电路驱动。则我们常见的驱动方式是利用一个三极管组成开集电路来驱动它,即方便又节省成本。如图3。

4 q2 S8 e* v# t% u

3 {5 Y. Y: _6 ]3 l1 l 2. 上拉电阻R pull-up的 阻值 决定了 逻辑电平转换的沿的速度 。阻值越大,速度越低功耗越小。反之亦然。
. J% k( t9 ^1 P$ w
   Push-Pull输出就是一般所说的推挽输出,在CMOS电路里面应该较CMOS输出更合适,应为在CMOS里面的push-pull输出能力不可能做得双极那么大。输出能力看IC内部输出极N管P管的面积。和开漏输出相比,push-pull的高低电平由IC的电源低定,不能简单的做逻辑操作等。push-pull是现在CMOS电路里面用得最多的输出级设计方式。
2 J) Z' R6 Y. e% H
51单片机的I/O口是开漏输出,驱动能力较弱,所以一般都要加上拉电阻去驱动下一级电路,

! A) w% t! T2 D  Q2 o4 W
而AVR,stm8s系列的都是真正的双向I/O口,推挽输出,电流可达20mA左右

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2#
发表于 2022-7-21 11:01 | 只看该作者
认真学习技术知识,\(^o^)/~

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3#
发表于 2022-7-21 14:46 | 只看该作者
学习的道路上遇到的困难还有前辈大佬帮忙解决,真心感动

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发表于 2022-7-21 16:25 | 只看该作者
支持楼主,用心良苦\(^o^)/~
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