隨著智能時代的到來，各種人工智能應用的產品如：車載導航系統、可穿帶設備、智能家居等目不暇接，而在這中間，微控制器的應用范圍越來越廣泛。微控制器（Microcontroller）俗稱單片機（Single-chip Microcomputer）,也稱為微處理器（Microprocessor）。它是把微型計算機的主要部件都集成在一塊芯片上的單芯片微型計算機。那么在學習選用MCU和其他邏輯器件的時候我們常別人說這款芯片是推挽輸出驅動能力強，這個引腳是開漏輸出需要加上拉電阻。有時候會感覺一頭霧水，今天就詳解一下各IO口的類型與應用。 IO口分為GPIO口和專用IO口。 GPIO的八種工作模式詳解：浮空輸入、帶上拉輸入、帶下拉輸入、模擬輸入、開漏輸出、推挽輸出、開漏復用輸出。 1、浮空輸入_IN_FLOATING 浮空輸入 顧名思義,浮空就是 浮在空中.也就是沒有什么把他拉下來,也沒有什么把它拉上去。 特點：電壓的不確定性,它可能是0V,也可能是VCC,還可能是介于兩者之間的某個值(最有可能).。 浮空一般用來做ADC輸入用、可以做KEY識別、RX，這樣可以減少上下拉電阻對結果的影響。 2、帶上拉輸入_IPU 帶上拉輸入 上拉就是把電位拉高，比如拉到Vcc。上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平，電阻同時起限流作用！ 3、帶下拉輸入_IPD 下拉輸入 特點就是把電壓拉低，拉到GND。與上拉原理相似。 對于要加上拉或下拉電阻： 1.當作單片機作為輸入時，假設我們直接在IO端口接一個按鍵到地（或電源）。 因為按鍵按，于不按管腳都是懸空的。單片機就很難檢測按鍵是否按下。 所以人為的接一個上拉（或下拉）。以確定未按下的時候IO輸入電平的狀態 2.可以提高芯片的抗干擾能 3.當單片機的IO口作輸出時，如果不接上拉電阻只能提供灌電流。無法輸出電流驅動外接設備。這時也需要考慮上拉電阻。這樣才可以使IO輸出高電平 4、模擬輸入_AIN 模擬輸入 應用ADC模擬輸入，或者低功耗下省電 信號從左邊編號為1 的端口進從右邊編號為2的一端直接進入MCU的AD模塊。 5、開漏輸出_OUT_OD 開漏輸出 上圖是GPIO開漏輸出模式的工作原理圖 當CPU 在編號1 端通過“位設置/ 清除寄存器”或“輸出數據寄存器”寫入數據后，該數據位將通過編號2的輸出控制電路傳送到編號4 的I/O端口。 如果CPU 寫入的是邏輯“1 ”，則編號3 的N-MOS管將處于關閉狀態，此時I/O 端口的電平將由外部的上拉電阻決定。 如果CPU寫入的是邏輯“0”，則編號3的N-MOS管將處于開啟狀態，此時I/O端口的電平被編號3的N-MOS管拉了“地”的零電位。 在圖中的上半部，施密特觸發器處于開啟狀態，這意味著CPU可以在“輸入數據寄存器”的另一端，隨時可以監控I/O端口的狀態，通過這個特性，還可以實現了虛擬的I/O端口雙向通信：假如CPU 輸出邏輯“1 ”，由于編號3 的N-MOS管處于關閉狀態，I/O 端口的電平將完全由外部電路決定，因此，CPU 可以在“輸入數據寄存器”讀到外部電路的信號，而不是它自己輸出的邏輯“1 ”。 GPIO口的輸出模式下，有3 種輸出速度可選(2MHz 、10MHz和50MHz) 這個速度是指GPIO口驅動電路的響應速度，而不是輸出信號的速度，輸出信號的速度與程序有關（芯片內部在I/O口的輸出部分安排了多個響應速度不同的輸出電路用戶可以根據自己的需要選擇合適的驅動電路）。 通過選擇速度來選擇不同的輸出驅動模塊，達到最佳的噪聲控制和降低功耗的目的。 高頻的驅動電路，噪聲很高 當我們的項目不需要比較高的輸出頻率時，請選用低頻驅動電路，這樣非常有利于提高系統的EMI 性能。 當然如果我們的項目要求輸出較高頻率的信號,但卻選用了較低頻率的驅動模塊，很可能會得到比較失真的輸出信號 6、推挽輸出_OUT_PP 推挽輸出 GPIO的推挽輸出模式是在開漏輸出模式的基礎上，在“輸出控制電路”之后，增加了一個P-MOS管 當CPU輸出邏輯“1 ”時，編號3 處的P-MOS管導通，而下方的N-MOS管截止，達到輸出高電平的目的 當CPU輸出邏輯“0 ”時，編號3 處的P-MOS管截止，而下方的N-MOS管導通，達到輸出低電平的目的 在這個模式下，CPU 仍然可以從“輸入數據寄存器”讀到該IO端口電壓變化的信號。 優點：可以吸收電流也可以灌電流。