什么是開漏電路？開漏形式的電路由何特點(diǎn)

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什么是開漏電路？開漏形式的電路由何特點(diǎn)

開漏,就等于輸出口接了個NPN三極管,并且只接了e,b. c極是開路的,你可以接一個電阻到3.3V,也可以接一個電阻到5V,這樣,在輸出1的時候,就可以是5V電壓,也可以是3.3V電壓了.但是不接電阻上拉的時候,這個輸出高就不能實(shí)現(xiàn)了.

推挽,就是有推有拉,任何時候IO口的電平都是確定的,不需要外接上拉或者下拉電阻. （1）GPIO_Mode_AIN 模擬輸入（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空輸入（3）GPIO_Mode_IPD 下拉輸入（4）GPIO_Mode_IPU 上拉輸入（5）GPIO_Mode_Out_OD 開漏輸出（6）GPIO_Mode_Out_PP 推挽輸出（7）GPIO_Mode_AF_OD 復(fù)用開漏輸出（8）GPIO_Mode_AF_PP 復(fù)用推挽輸出

推挽電路是兩個參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù),電路工作時，兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小、效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流，也可以從負(fù)載抽取電流。

推拉式輸出級既提高電路的負(fù)載能力，又提高開關(guān)速度。

開漏輸出:輸出端相當(dāng)于三極管的集電極. 要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅(qū)動,其吸收電流的能力相對強(qiáng)(一般20ma以內(nèi)).

開漏形式的電路有以下幾個特點(diǎn)：

1. 利用外部電路的驅(qū)動能力，減少IC內(nèi)部的驅(qū)動。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時，驅(qū)動電流是從外部的VCC流經(jīng)R pull-up ，MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很下的柵極驅(qū)動電流。

2. 一般來說，開漏是用來連接不同電平的器件，匹配電平用的，因?yàn)殚_漏引腳不連接外部的上拉電阻時，只能輸出低電平，如果需要同時具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的一個優(yōu)點(diǎn)是通過改變上拉電源的電壓，便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。（上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度。阻值越大，速度越低功耗越小，所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。）

3. OPEN-DRAIN提供了靈活的輸出方式，但是也有其弱點(diǎn)，就是帶來上升沿的延時。因?yàn)樯仙厥峭ㄟ^外接上拉無源電阻對負(fù)載充電，所以當(dāng)電阻選擇小時延時就小，但功耗大；反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求，則建議用下降沿輸出。

4. 可以將多個開漏輸出的Pin，連接到一條線上。通過一只上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成“與邏輯”關(guān)系。這也是I2C，SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。

補(bǔ)充：什么是“線與”？：在一個結(jié)點(diǎn)(線)上, 連接一個上拉電阻到源 VCC 或 VDD 和 n 個 NPN 或 NMOS 晶體管的集電極 C 或漏極 D, 這些晶體管的發(fā)射極 E 或源極 S 都接到地線上, 只要有一個晶體管飽和, 這個結(jié)點(diǎn)(線)就被拉到地線電平上. 因?yàn)檫@些晶體管的基極注入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS),晶體管就會飽和, 所以這些基極或柵極對這個結(jié)點(diǎn)(線)的關(guān)系是或非 NOR 邏輯. 如果這個結(jié)點(diǎn)后面加一個反相器, 就是或 OR 邏輯. 其實(shí)可以簡單的理解為：在所有引腳連在一起時，外接一上拉電阻，如果有一個引腳輸出為邏輯0，相當(dāng)于接地，與之并聯(lián)的回路“相當(dāng)于被一根導(dǎo)線短路”，所以外電路邏輯電平便為0，只有都為高電平時，與的結(jié)果才為邏輯1。由于浮空輸入一般多用于外部按鍵輸入，我理解為浮空輸入狀態(tài)下，IO的電平狀態(tài)是不確定的，完全由外部輸入決定，如果在該引腳懸空的情況下，讀取該端口的電平是不確定的。上拉輸入/下拉輸入/模擬輸入：這幾個概念很好理解，從字面便能輕易讀懂。復(fù)用開漏輸出、復(fù)用推挽輸出：可以理解為GPIO口被用作第二功能時的配置情況（即并非作為通用IO口使用）

較后總結(jié)下使用情況：在STM32中選用IO模式

（1）浮空輸入_IN_FLOATING ——浮空輸入，可以做KEY識別，RX1
（2）帶上拉輸入_IPU——IO內(nèi)部上拉電阻輸入
（3）帶下拉輸入_IPD—— IO內(nèi)部下拉電阻輸入
（4）模擬輸入_AIN ——應(yīng)用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電
（5）開漏輸出_OUT_OD ——IO輸出0接GND，IO輸出1，懸空，需要外接上拉電阻，才能實(shí)現(xiàn)輸出高電平。當(dāng)輸出為1時，IO口的狀態(tài)由上拉電阻拉高電平，但由于是開漏輸出模式，這樣IO口也就可以由外部電路改變?yōu)榈碗娖交虿蛔儭？梢宰xIO輸入電平變化，實(shí)現(xiàn)C51的IO雙向功能
（6）推挽輸出_OUT_PP ——IO輸出0-接GND， IO輸出1 -接VCC，讀輸入值是未知的
（7）復(fù)用功能的推挽輸出_AF_PP ——片內(nèi)外設(shè)功能（I2C的SCL,SDA）
（8）復(fù)用功能的開漏輸出_AF_OD——片內(nèi)外設(shè)功能（TX1,MOSI,MISO.SCK.SS）

STM32設(shè)置實(shí)例：

（1）模擬I2C使用開漏輸出_OUT_OD，接上拉電阻，能夠正確輸出0和1；讀值時先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0)；拉高，然后可以讀IO的值；使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)；

（2）如果是無上拉電阻，IO默認(rèn)是高電平；需要讀取IO的值，可以使用帶上拉輸入_IPU和浮空輸入_IN_FLOATING和開漏輸出_OUT_OD。

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| 發(fā)布時間：2017.11.13 來源：東莞電源廠

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