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          單片機I/O口的開漏輸出及推挽輸出區(qū)別

          發(fā)布人:shijiaoke8 時間:2023-04-06 來源:工程師 發(fā)布文章

          推挽輸出:可以輸出高,低電平,連接數(shù)字器件;

                開漏輸出:輸出端相當于三極管的集電極. 要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅(qū)動,其吸收電流的能力相對強(一般20ma以內(nèi)).

                推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個三極管分別受兩互補信號的控制,總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止.
                要實現(xiàn) 線與 需要用OC(open collector)門電路.是兩個參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負責(zé)正負半周的波形放大任務(wù),電路工作時,兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個導(dǎo)通,所以導(dǎo)通損耗小,效率高。輸出既可以向負載灌電流,也可以從負載抽取電流。

                開漏電路特點及應(yīng)用

                在電路設(shè)計時我們常常遇到開漏(open drain)和開集(open collector)的概念。

              所謂開漏電路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏極。同理,開集電路中的“集”就是指三極管的集電極。開漏電路就是指以MOSFET的漏極為輸出的電路。一般的用法是會在漏極外部的電路添加上拉電阻。完整的開漏電路應(yīng)該由開漏器件和開漏上拉電阻組成。
                組成開漏形式的電路有以下幾個特點:
                1. 利用外部電路的驅(qū)動能力,減少IC內(nèi)部的驅(qū)動。當IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時,驅(qū)動電流是從外部的VCC流經(jīng)R pull-up ,MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很下的柵極驅(qū)動電流。
                2. 可以將多個開漏輸出的Pin,連接到一條線上。形成 “與邏輯” 關(guān)系。當PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一個變低后,開漏線上的邏輯就為0了。這也是I2C,SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。
                3. 可以利用改變上拉電源的電壓,改變傳輸電平。IC的邏輯電平由電源Vcc1決定,而輸出高電平則由Vcc2決定。這樣我們就可以用低電平邏輯控制輸出高電平邏輯了。
                4. 開漏Pin不連接外部的上拉電阻,則只能輸出低電平(因此對于經(jīng)典的51單片機的P0口而言,要想做輸入輸出功能必須加外部上拉電阻,否則無法輸出高電平邏輯)。
                5. 標準的開漏腳一般只有輸出的能力。添加其它的判斷電路,才能具備雙向輸入、輸出的能力。

                應(yīng)用中需注意:
                1.   開漏和開集的原理類似,在許多應(yīng)用中我們利用開集電路代替開漏電路。例如,某輸入Pin要求由開漏電路驅(qū)動。則我們常見的驅(qū)動方式是利用一個三極管組成開集電路來驅(qū)動它,即方便又節(jié)省成本。如圖3。
                2. 上拉電阻R pull-up的 阻值 決定了 邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度 。阻值越大,速度越低功耗越小。反之亦然。

               Push-Pull輸出就是一般所說的推挽輸出,在CMOS電路里面應(yīng)該較CMOS輸出更合適,應(yīng)為在CMOS里面的push-pull輸出能力不可能做得雙極那么大。輸出能力看IC內(nèi)部輸出極N管P管的面積。

                和開漏輸出相比,push-pull的高低電平由IC的電源低定,不能簡單的做邏輯操作等。push-pull是現(xiàn)在CMOS電路里面用得最多的輸出級設(shè)計方式。

                51單片機的I/O口是開漏輸出,驅(qū)動能力較弱,所以一般都要加上拉電阻去驅(qū)動下一級電路,

          而AVR,STM8S系列的都是真正的雙向I/O口,推挽輸出,電流可達20mA左右


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