STM32浮空输入.doc
- 文档编号:2579847
- 上传时间:2022-11-02
- 格式:DOC
- 页数:4
- 大小:171.50KB
STM32浮空输入.doc
《STM32浮空输入.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《STM32浮空输入.doc(4页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
有关上拉输入、下了输入、推挽输出、开漏输出、复用开漏输出、复用推挽输出以及、浮空输入、模拟输入区别
1、上拉输入:
上拉就是把电位拉高,比如拉到Vcc。
上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!
电阻同时起限流作用!
弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分。
2、下拉输入:
就是把电压拉低,拉到GND。
与上拉原理相似。
3、浮空输入:
浮空(floating)就是逻辑器件的输入引脚即不接高电平,也不接低电平。
由于逻辑器件的内部结构,当它输入引脚悬空时,相当于该引脚接了高电平。
一般实际运用时,引脚不建议悬空,易受干扰。
通俗讲就是让管脚什么都不接,浮空着。
顾名思义,浮空就是浮在空中.也就是没有什么把他拉下来,也没有什么把它拉上去.
浮空最大的特点就是电压的不确定性,它可能是0V,也可能是VCC,还可能是介于两者之间的某个值(最有可能).
浮空一般用来做ADC输入用,这样可以减少上下拉电阻对结果的影响.
读管脚上的信息时,应该设置为上拉输入
4、模拟输入:
模拟输入是指传统方式的输入.数字输入是输入PCM数字信号,即0,1的二进制数字信号,通过数模转换,转换成模拟信号,经前级放大进入功率放大器,功率放大器还是模拟的。
5、推挽输出:
可以输出高,低电平,连接数字器件;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。
高低电平由IC的电源低定。
6、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).
7、复用开漏输出、复用推挽输出:
可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况(即并非作为通用IO口使用)。
在STM32中选用IO模式,下面是参考网上的总结一下
(1)浮空输入_IN_FLOATING——浮空输入,可以做KEY识别,RX
(2)带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入
(3)带下拉输入_IPD——IO内部下拉电阻输入
(4)模拟输入_AIN——应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电
(5)开漏输出_OUT_OD——IO输出0接GND,IO输出1,悬空,需要外接上拉电阻,才能实现输出高电平。
当输出为1时,IO口的状态由上拉电阻拉高电平,但由于是开漏输出模式,这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。
可以读IO输入电平变化,实现C51的IO双向功能
(6)推挽输出_OUT_PP——IO输出0-接GND,IO输出1-接VCC,读输入值是未知的
(7)复用功能的推挽输出_AF_PP——片内外设功能(I2C的SCL,SDA)(8)复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)
在Cortex-M3里,对于GPIO的配置种类有8种之多
(1)GPIO_Mode_AIN模拟输入
(2)GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空输入
(3)GPIO_Mode_IPD下拉输入
(4)GPIO_Mode_IPU上拉输入
(5)GPIO_Mode_Out_OD开漏输出
(6)GPIO_Mode_Out_PP推挽输出
(7)GPIO_Mode_AF_OD复用开漏输出
(8)GPIO_Mode_AF_PP复用推挽输出
对于刚入门的新手,我想这几个概念是必须得搞清楚的,平时接触的最多的也就是推挽输出、开漏输出、上拉输入这三种,但一直未曾对这些做过归纳。
因此,在这里做一个总结:
推挽输出:
可以输出高,低电平,连接数字器件;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。
高低电平由IC的电源低定。
推挽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。
推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
详细理解:
如图所示,推挽放大器的输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。
对负载而言,好像是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。
当输出高电平时,也就是下级负载门输入高电平时,输出端的电流将是下级门从本级电源经VT3拉出。
这样一来,输出高低电平时,VT3一路和VT5一路将交替工作,从而减低了功耗,提高了每个管的承受能力。
又由于不论走哪一路,管子导通电阻都很小,使RC常数很小,转变速度很快。
因此,推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
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).
开漏形式的电路有以下几个特点:
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Rpull-up,MOSFET到GND。
IC内部仅需很下的栅极驱动电流。
2.一般来说,开漏是用来连接不同电平的器件,匹配电平用的,因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时,只能输出低电平,如果需要同时具备输出高电平的功能,则需要接上拉电阻,很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压,便可以改变传输电平。
比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。
(上拉电阻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,所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。
)
3.OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式,但是也有其弱点,就是带来上升沿的延时。
因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻选择小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。
所以如果对延时有要求,则建议用下降沿输出。
4.可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。
通过一只上拉电阻,在不增加任何器件的情况下,形成“与逻辑”关系。
这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
补充:
什么是“线与”?
:
在一个结点(线)上,连接一个上拉电阻到电源VCC或VDD和n个NPN或NMOS晶体管的集电极C或漏极D,这些晶体管的发射极E或源极S都接到地线上,只要有一个晶体管饱和,这个结点(线)就被拉到地线电平上.因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS),晶体管就会饱和,所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非NOR逻辑.如果这个结点后面加一个反相器,就是或OR逻辑.
其实可以简单的理解为:
在所有引脚连在一起时,外接一上拉电阻,如果有一个引脚输出为逻辑0,相当于接地,与之并联的回路“相当于被一根导线短路”,所以外电路逻辑电平便为0,只有都为高电平时,与的结果才为逻辑1。
关于推挽输出和开漏输出,最后用一幅最简单的图形来概括
该图中左边的便是推挽输出模式,其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止,而上面NPN三极管导通,输出电平VS+;当比较器输出低电平时则恰恰相反,PNP三极管导通,输出和地相连,为低电平。
右边的则可以理解为开漏输出形式,需要接上拉。
浮空输入:
对于浮空输入,一直没找到很权威的解释,只好从以下图中去理解了
由于浮空输入一般多用于外部按键输入,结合图上的输入部分电路,我理解为浮空输入状态下,IO的电平状态是不确定的,完全由外部输入决定,如果在该引脚悬空的情况下,读取该端口的电平是不确定的。
上拉输入/下拉输入/模拟输入:
这几个概念很好理解,从字面便能轻易读懂。
复用开漏输出、复用推挽输出:
可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况(即并非作为通用IO口使用)
最后总结下使用情况:
在STM32中选用IO模式
(1)浮空输入_IN_FLOATING——浮空输入,可以做KEY识别,RX1
(2)带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入
(3)带下拉输入_IPD——IO内部下拉电阻输入
(4)模拟输入_AIN——应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电
(5)开漏输出_OUT_OD——IO输出0接GND,IO输出1,悬空,需要外接上拉电阻,才能实现输出高电平。
当输出为1时,IO口的状态由上拉电阻拉高电平,但由于是开漏输出模式,这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。
可以读IO输入电平变化,实现C51的IO双向功能
(6)推挽输出_OUT_PP——IO输出0-接GND,IO输出1-接VCC,读输入值是未知的
(7)复用功能的推挽输出_AF_PP——片内外设功能(I2C的SCL,SDA)
(8)复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)
STM32设置实例:
(1)模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD,接上拉电阻,能够正确输出0和1;读值时先GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);拉高,然后可以读IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);
(2)如果是无上拉电阻,IO默认是高电平;需要读取IO的值,可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- STM32 输入