单片机IO口科普：推挽输出、开漏输出详解

在学单片机和选用逻辑器件的时候我们常别人说这款芯片是推挽输出驱动能力强，这个引脚是开漏输出需要加上拉电阻。是不是有时候感觉一头雾水？今天就详解一下推挽和开漏，以后你买芯片的时候就可以和别人大声理论了。

1. 什么是推挽输出

推挽输出既可以输出低电平，也可以输出高电平，可以直接驱动功耗不大的数字器件。

2. 推挽输出电路的结构

推挽电路是由两个三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中，电路工作时，两只对称的开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小、效率高、既提高电路的负载能力，又提高开关速度。其示意结构如下图所示：

当内部输出1电平时，上边的MOS管导通同时下边的MOS管截至，IO口输出高电平；

当内部输出0电平时，上边的MOS管截至同时下边的MOS管导通，IO口输出低电平；

3. 什么是开漏输出

开漏输出只能输出低电平，如果要输出高电平必须通过上拉电阻才能实现。就类似于三极管的集电极输出。

4. 开漏输出电路的结构

如上图：

内部输出1时MOS管截止，输出与地断开，这时候IO口其实是没有驱动能力的，需要外部连接上拉电阻才能输出高电平，才能驱动数字器件；

内部输出0时MOS管导通，输出低电平，所以开漏能输出低电平；

5. 准双向IO

在学51单片机的时候老师告诉我们，51单片机的IO口是准双向的，什么是准双向的？示意如下：

其结构类似于开漏输出，只不过是把上拉电阻集成到了单片机内部。

6. IO口如何应用

对于推挽输出的IO口可以直接输出高低电平驱动功耗较小的数字器件，但对于开漏输出的话必须要在外部接上拉电阻才行。比如说LPC11C14单片机的片上I2C资源就是开漏输出的，如果要使用这两个引脚做输出就必须加上拉电阻，如下图所示：

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单片机输出PWM脉冲的两种方法

51单片机没有PWM输出功能，可以采用定时器配合软件的方法实现，对精度要求不高的场合是非常实用的。采用高速光隔6N137输出，并将PWM的信号倒相。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201609/296668.htm

一、 工作原理

二、PWM输出

1. 固定脉宽PWM输出

用T0定时器完成PWM输出，脉宽固定为65536μs。T0定时器设置成16位定时器，PWM波形如图2所示。

程序清单：(12MHz)

PwmData0 ;T0定时t1的初值(字)

PwmData1 ;T0定时t2的初值(字)

PwmF 　　　 ;PWM输出标志

;***************************

setb tro ;启动T0

……

T0Int：;T0中断服务程序

JB PwmF ，PwmOutH

;PWM输出未完成返回

Mov TH0，High(PwmData0)

Mov TL0，Low(PwmData0)

Setb tr0

Setb PwmF

Clr p1.0 ;PWM输出脚

reti

PwmOutH：Setb p1.0

Clr tr0

Mov TH0，High(PwmData1)

Mov TL0，Low(PwmData1)

Setb tr0

Clr PwmF

reti

说明：在主程序中计算PwmData0、PwmData1的值。

2. 可变脉宽PWM输出

用T0定时器控制PWM的占空比，T1定时器控制脉宽(最大65536μs。)

T0、T1定时器设置成16位定时器。

程序清单：(12MHz)

PwmData0 ;T0定时t1的初值(字)

PwmData1 ;T1定时T的初值(字)

;***************************

setb tro ;启动T0

setb tr1

……

T0Int：Clr tr0 　 ;T0中断服务程序

setb p1.0 ;PWM输出脚

reti

T1Int：Clr p1.0 ;T1中断服务程序

Clr tr0

Clr tr1

Mov TH0，High(PwmData0)

Mov TL0，Low(PwmData0)

Mov TH1，High(PwmData1)

Mov TL1，Low(PwmData1)

Setb tr1

Setb tr0

reti

说明：在主程序中计算PwmData0、PwmData1的值。

相关问答

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