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小白玩家，之前想用IO口驱动电机时遇到了一些问题，后来去复习了一波模电数电，查了一些资料，发现都是一些很基础的东西。现在给大家分享我的笔记，刚入门的同学们看完的话应该还是能收获很多的，有点长...
IO口驱动原理及方法
IO口驱动能力：拉电流和灌电流
拉电流和灌电流可衡量电路输出驱动能力，（注意：拉、灌都是对输出端而言的），这种说法一般用在数字电路中。由于数字电路的输出只有高、低（0，1）两种电平值，高电平输出时，一般是输出端对负载提供电流，其提供电流的数值叫“拉电流”；低电平输出时，一般是输出端要吸收负载的电流，其吸收电流的数值叫“灌（入）电流”
对于一般的LED指示灯工作电压为2V左右，工作电流一般不超过20mA，因此可以直接用IO口驱动，对于716空心杯电机，其额定电压为3.4V（IO口输出可达要求），额定电流为800mA（远远超出IO口驱动能力），因此需要外接驱动电路才能驱动电机
STM32 IO口两种输出模式1.推挽输出等效电路如下：
如上图，
如上图，开漏输出模式时无法直接输出高电平时，正常使用时必须外部接上拉电阻。除此之外开漏输出还具有“线与”特性，即很多个开漏模式引脚连接到一起时，只有当所有引脚都输出高阻态，才由上拉电阻提供高电平，此高电平的电压为外部上拉电阻所接的电源的电压；若其中一个引脚为低电平，那线路就相当于短路接地，使得整条线路都为低电平，0伏。适用场景推挽输出模式一般应用输出电平为 0 和 3.3 伏而且需要高速切换开关状态的场合。在 STM32 的应用中，除了必须用开漏模式的场合，一般都习惯使用推挽输出模式。开漏输出一般应用在 I2C、SMBUS 通讯等需要“线与”功能的总线电路中。除此之外，还用在电平不匹配的场合，如需要输出 5 伏的高电平，就可以在外部接一个上拉电阻，上拉电源为 5 伏，并且把 GPIO 设置为开漏模式，当输出高阻态时，由上拉电阻和电源向外输出 5伏的电平，如下图：
实际电路用ULN2003模块驱动（不能改变转动方向）
具体接法：左边接单片机控制IO，用一路或者多路并联。如用IN1，右边直流电机对应接OUT1，直流电机另一端接在接电源。（ULN2003从输入到输出是反相的，当IN1为高电平时，OUT1输出低电平，此时可让电机转动，要停止时，IN1输入0即可）上面的电路只能使IO口输出高电平，经过ULN2003后输出低电平进行驱动，这是因为ULN2003A的输出结构是集电极开路的（OC门），所以要在输出端接一个上拉电阻，在IO口输入低电平的时候ULN2003输出才是高电平，如下图：
如上图，COM端最好接上电源，以用来泄放继电器线圈的反向电动势。实验现象：在ULN2003的OUT端口接上1k的电阻值后
如上图，B为输入，C为输出，E为GND,COM接电源ULN2003可以并联使用，在相应的输出管脚上串联几个欧姆的均流电阻后再并联使用，防止阵列电流不平衡。并联使用以二极管并联为例：一般情况下二极管额定电流太小时，两个二极管并联可实现“扩流”的效果。但是实际上每个二极管的特性曲线有差异，即便差距很小也会导致导通电压低的那个先导通。正反馈：二极管导通后会有电流通过，那么就会发热，二极管的结温越高，二极管的正向压降越低，所以另一只管子永远没有机会导通了。均流原理：两支路均串联小值大功率电阻，当一个支路的二极管电流越来越大时，电阻上的分压也就越来越来大，导致二极管负极电压变高，相当于间接提高了二极管导通门槛电压，这样就给另一个支路提供了导通条件。两个支路来回导通，直到平衡，均流得以实现。
总结：二极管并联的主要问题就在于负温度系数会导致正反馈，最终大部分电流跑到一只管子上去了，打破这个正反馈即可。另外，封装在一起的两只二极管因为热耦合，电流集中情况好得多，但能好多少是个未知数，可以做实验检验。通常做法是降额使用，比如两只封装在一起的5A管子，并联以后通过7A大概没问题，9A就不太放心了。
H桥电路和相关模块驱动（可正反转）H桥电路基本原理图如下：
想要控制电机正反转，只需分别使对角上的三极管导通
可以直接选用利用该原理设计的驱动芯片，如L298N（具体用法上某宝看 23333 ）
IO口驱动原理及方法
IO口驱动能力：拉电流和灌电流
拉电流和灌电流可衡量电路输出驱动能力，（注意：拉、灌都是对输出端而言的），这种说法一般用在数字电路中。由于数字电路的输出只有高、低（0，1）两种电平值，高电平输出时，一般是输出端对负载提供电流，其提供电流的数值叫“拉电流”；低电平输出时，一般是输出端要吸收负载的电流，其吸收电流的数值叫“灌（入）电流”
- 逻辑门输出为高电平时的负载电流（为拉电流）
- 逻辑门输出为低电平时的负载电流（为灌电流）
- 逻辑门输入为高电平时的电流（为灌电流）
- 逻辑门输入为低电平时的电流（为拉电流）
对于一般的LED指示灯工作电压为2V左右，工作电流一般不超过20mA，因此可以直接用IO口驱动，对于716空心杯电机，其额定电压为3.4V（IO口输出可达要求），额定电流为800mA（远远超出IO口驱动能力），因此需要外接驱动电路才能驱动电机
STM32 IO口两种输出模式1.推挽输出等效电路如下：
如上图，
- 输入高电平时，经过反向后，上方的 P-MOS 导通，下方的 N-MOS 关闭，对外输出高电平 3.3伏；
- 输入低电平时，经过反向后，N-MOS 管导通，P-MOS 关闭，对外输出低电平 0伏。
如上图，开漏输出模式时无法直接输出高电平时，正常使用时必须外部接上拉电阻。除此之外开漏输出还具有“线与”特性，即很多个开漏模式引脚连接到一起时，只有当所有引脚都输出高阻态，才由上拉电阻提供高电平，此高电平的电压为外部上拉电阻所接的电源的电压；若其中一个引脚为低电平，那线路就相当于短路接地，使得整条线路都为低电平，0伏。适用场景推挽输出模式一般应用输出电平为 0 和 3.3 伏而且需要高速切换开关状态的场合。在 STM32 的应用中，除了必须用开漏模式的场合，一般都习惯使用推挽输出模式。开漏输出一般应用在 I2C、SMBUS 通讯等需要“线与”功能的总线电路中。除此之外，还用在电平不匹配的场合，如需要输出 5 伏的高电平，就可以在外部接一个上拉电阻，上拉电源为 5 伏，并且把 GPIO 设置为开漏模式，当输出高阻态时，由上拉电阻和电源向外输出 5伏的电平，如下图：
实际电路用ULN2003模块驱动（不能改变转动方向）具体接法：左边接单片机控制IO，用一路或者多路并联。如用IN1，右边直流电机对应接OUT1，直流电机另一端接在接电源。（ULN2003从输入到输出是反相的，当IN1为高电平时，OUT1输出低电平，此时可让电机转动，要停止时，IN1输入0即可）上面的电路只能使IO口输出高电平，经过ULN2003后输出低电平进行驱动，这是因为ULN2003A的输出结构是集电极开路的（OC门），所以要在输出端接一个上拉电阻，在IO口输入低电平的时候ULN2003输出才是高电平，如下图：如上图，COM端最好接上电源，以用来泄放继电器线圈的反向电动势。实验现象：在ULN2003的OUT端口接上1k的电阻值后- IO口输出高，ULN2003输出低，能够驱动电机
- IO口输出低，ULN2003输出高，不能驱动电机，原因可能是上拉电阻太大，导致电机分压不足，经测试这个高电平可以驱动LED（IO口输出低或者没有接入IO口的时候，ULN2003的输出默认为高，即原来的高阻态被上拉成高电平）
如上图，B为输入，C为输出，E为GND,COM接电源ULN2003可以并联使用，在相应的输出管脚上串联几个欧姆的均流电阻后再并联使用，防止阵列电流不平衡。并联使用以二极管并联为例：一般情况下二极管额定电流太小时，两个二极管并联可实现“扩流”的效果。但是实际上每个二极管的特性曲线有差异，即便差距很小也会导致导通电压低的那个先导通。正反馈：二极管导通后会有电流通过，那么就会发热，二极管的结温越高，二极管的正向压降越低，所以另一只管子永远没有机会导通了。均流原理：两支路均串联小值大功率电阻，当一个支路的二极管电流越来越大时，电阻上的分压也就越来越来大，导致二极管负极电压变高，相当于间接提高了二极管导通门槛电压，这样就给另一个支路提供了导通条件。两个支路来回导通，直到平衡，均流得以实现。总结：二极管并联的主要问题就在于负温度系数会导致正反馈，最终大部分电流跑到一只管子上去了，打破这个正反馈即可。另外，封装在一起的两只二极管因为热耦合，电流集中情况好得多，但能好多少是个未知数，可以做实验检验。通常做法是降额使用，比如两只封装在一起的5A管子，并联以后通过7A大概没问题，9A就不太放心了。
H桥电路和相关模块驱动（可正反转）H桥电路基本原理图如下：
想要控制电机正反转，只需分别使对角上的三极管导通可以直接选用利用该原理设计的驱动芯片，如L298N（具体用法上某宝看 23333 ）
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