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单片机IO口状态详解
2019-04-15 18:45
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PIC单片机
18089
0
1532
以前留的一篇文章,写的挺好的,转载到这吧;;
在单片机学习、开发和应用中,
IO
口的配置对功能的实现起着重要的作用,下面介绍常见的四种配置,而现在很多单片机都兼有这四种配置,可供选择。
一
.
准双向口配置
如下图,当
IO
输出为高电平时,其驱动能力很弱,外部负载很容易将其拉至低电平。当
IO
输出为低电平时,其驱动能力很强,可吸收相当大的电流。
准双向口只能有效的读取
0
,而对
1
则是采用读取非零的方式,就是读入的时候要先向
io
上写
1
,再读
。真正的双向口正如其名,就是真正的双向
io
不需要任何预操作可直接读入读出。
准双向口有三个上拉晶体管,一个
“
极弱上拉
”
,当端锁存器为逻辑
“1”
时打开,当端口悬空时,
“
极弱上拉
”
将端口上拉至高电平。
第二个上拉晶体管为
“
弱上拉
”
,当端口锁存器为逻辑
“1”
且端口本身也为
“1”
时打开,此上拉提供的电流,使准双向口输出为
“1”
。如果此时端口被外部装置拉到逻辑
“0”
时,通过施密特触发器,控制
“
弱上拉
”
关闭,而
“
极弱上拉
”
维持开状态,为了把这个端口拉低,外部装置必须有足够的灌电流能力,使管脚上的电压,降到门槛电以下。
第三个上拉晶体管为
“
强上拉
”
,当端口锁存器由
“0”
跳变到
“1”
时,这个上拉用来加快端口由逻辑
“0”
到逻辑
“1”
的转换速度。
准双向口做为输入时,通个一个施密特触如器和一个非门,用以干扰和滤波。
准双向口用作输入时,可对地接按键,如下图
1
,当然也可以去掉
R1
直接接按键,当按键闭合时,端口被拉至低电平,当按键松开时,端口被内部
“
极弱上
拉
”
晶体管拉至高电平。当端口作为输出时,不应对地外接
LED
如图形控制,这样端口的驱动能力很弱,
LED
只能发很微弱的光,如果要驱动
LED
,要采用图
3
的方法,这样准双向口在输出为低时,可吸收
20mA
的电流,故能驱动
LED
。图
4
的方法也可以,不过
LED
不发光时,端口要吸收收很大电流。
二
.
开漏输出配置
这种配置,关闭所有上拉晶体管,只驱动下拉晶体管,下拉与准双向口下拉配置相同,因此只能输出低电平(吸收电流),和高阻状态。不能输出高电平(输也电流)。如果要作为逻辑输出,必须接上拉电阻到
VCC
。这种配置也可以通过上图
3
和图
4
来驱动
LED
。
三
.
推挽输出配置
这种配置的下拉与准双向口和开漏配置相同,具有较强的拉电流能力,不同的是,具有持续的强上拉。因此可以用上图
2
的方法来驱动
LED
。
四
.
仅为输入配置(高阻配置)
这种配置不能输出电流,也不能有收电流,只能作为输入数据使用。
以上四种配置各有其特点,在使用中应根据其特点灵活运用。
准双向口的最大特点是既可以作为输入,也可以作为输出,不需要通过控制切换。
推挽输出的特点是,无论输也高电平还是低电平都有较大的驱动能力,在输也高电平时,也能直接点亮
LED
,这在准双向口中是不能办到的。这种配置不宜作为输入,因为这需要外部设备有很强的拉电流的能胃。
仅为输入配置的特点是端口只能作为输入使用,可以获得很高的输入阻抗,在有模拟比较器或
ADC
的端口中用得较多。
开漏输出配置与准又向口相似,但内部没有上拉电阻。有很好的电气兼容性,外部接上拉电阻到
3V
电源,就能和
3V
逻辑器件连接。外部接上拉电阻到
5V
电源,就要以和
5V
器件连接。
需要说明的是以上四种配置均可以作为输入,也就是都可以检测端的逻辑状态,但其特性不同,不是每种配置都可以直接接按键。
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