看文讀懂GPIO電路圖以及上拉電阻的作用
發布時間:2020-07-28 責任編輯:lina
【導讀】GPIOkou,tongyongshurushuchu,zhegedajiadouzhidao,danshishuru,shuchudedianlushishenmeyangde,qishibingbuyongtaiguanxin,zhixupeizhijicunqijike,danshihaishiyaomoyimo,weilefangbianlijie,yinruledanpianjideIO口原理圖來說明(道理是一樣的)。
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認識電路:
一、普通IO口

如上圖所示(紅色框是板子內部)
1、基級(②位置)為低電平時,PNP導通,此時單片機IO口輸出的是低電平,當基級(②位置)為高電平時,PNP導通,此時單片機IO口輸出的是高電平。
2、這裏注意,④位置上是一個上拉電阻,這裏設置上拉電阻的考慮因素是這樣的,假設我要在這個單片機IO口輸出一個電流來驅動小燈發亮,①的位置電阻一般有20k左右,發出的電流250uA,基本上忽略不計,加上一個上拉電阻後,總電流 = ①位置電流 + ④位置電流(①與④構成並聯電路)。
3、為什麼不設置讓,①的位置電阻R小一點,這zhe樣yang電dian流liu大da一yi點dian,就jiu不bu需xu要yao上shang拉la電dian阻zu了le呢ne?因yin為wei單dan片pian機ji是shi控kong製zhi單dan元yuan,設she計ji時shi最zui好hao把ba強qiang電dian流liu設she計ji到dao外wai圍wei電dian路lu裏li,如ru果guo設she計ji到dao單dan片pian機ji內nei部bu,會hui燒shao壞huai板ban子zi。
這裏體現出上拉電阻的其中一個作用--->加大電流,加強了驅動的能力
二、強推挽輸出:
意思就是說能輸入輸出大電流,前麵已經說了單片機內部最好不要設計大的電流,所以這個功能的IO要少用

1、內部總線輸入高電平, 上麵的NPN導通,則IO口輸出大電流(因為上麵的三極管VCC電源下麵沒有接上拉電阻, I = VCC/電阻+NPN內部電阻),所以IO出口的地方一般接一個電阻限流內部總線輸如低電平, 下麵的NPN導通,則此時如果IO口外麵接一個VCC(不帶上拉電阻),就會有大電流灌輸進來。
這裏體現了上拉電阻的另一個作用--->限流
三、開漏級OC門:

什麼叫IO口的開漏狀態,如上圖所示 如果內線是高電平,則NPN的基級是低電平,此時NPN不導通,那麼IO口此時相當於是懸浮在空氣中的,所以無法確定它的狀態(不知道是低電平還是高電平),那麼這個狀態就是開漏狀態,所以此時要向外圍電路輸出一個高電平是不可能的,如果想輸出一個高電平,則必須在NPN的集電極上麵來一個上拉電阻。
這時又體現出上拉的一個作用:就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位(保持)在一個高電平上,下拉同理。
這裏對於OC門還有一個應用,可以控製高電位的電路,如果外圍電路需要大的電壓,則可以用OC門加上拉電阻來完成這個功能,如下圖所示, 當內部總線為高電平,則NPN截止,最右邊加一個12v的上拉電阻,使得電位鉗在12v供外圍電路使用。

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