STM32 GPIO口的推挽输出与开漏输出

STM32 GPIO口的推挽输出与开漏输出详解

STM32的GPIO口是通用输入输出的基石，它在芯片上提供了一组灵活的引脚，用于信号的传输，如在STM32F103RCT6中，我们有四组GPIO，包括GPIOA、GPIOB、GPIOC和GPIOD（GPIOD仅包含PD0~PD2）。每组GPIO各有16个端口，例如GPIOA就有PA0到PA15，它们是数字通信的直接通道。

推挽输出，即Push Pull Output，是一种双向驱动方式。当内部信号为低电平时，PMOS和NMOS交替工作，一个导通，一个截止，驱动输出端可达电源电压（输出电流）或地（从负载汲取电流）。它能真正实现高电平和低电平的输出，适合驱动小功率的数字设备。然而，推挽结构不宜在总线配置中串联多个负载，因为这可能导致短路。因此，推挽输出常用于单向通信线，如SPI和UART。

在实际应用中，比如控制LED灯，无论是共阳极还是共阴极，推挽输出都能胜任。但要留意，推挽输出的电平是固定的，不适合驱动电压需求高于STM32逻辑电平（3.3V）的设备。

与推挽输出不同，开漏输出（Open Drain）不具备真正的高电平输出能力，需要外部上拉电阻来提升输出至所需电平。开漏输出的输出电平完全由连接的电源决定，这使得它在电平转换中尤为灵活，常用于I2C等总线，能轻松匹配不同电平的器件。选择合适的上拉电阻，既能控制速度又兼顾功耗，而通过改变上拉电源电压，可以实现不同逻辑电平的输出。

开漏输出的延时特性允许多个引脚并联，形成“线与”关系，当任何一个引脚低电平，整个线路逻辑状态为0，这在I2C等总线中用于检测总线占用状态。

总结来说，STM32的GPIO口提供了推挽和开漏两种输出模式，各有优势，推挽适合高电流驱动，开漏则更灵活，适合电平转换和总线应用。选择哪种输出方式，取决于具体的应用需求和电路特性。