嵌入式硬件杂谈(一)-推挽 开漏 高阻态 上拉电阻

引言:对于嵌入式硬件这个庞大的知识体系而言,太多离散的知识点很容易疏漏,因此对于这些容易忘记甚至不明白的知识点做成一个梳理,供大家参考以及学习,本文主要针对推挽、开漏、高阻态、上拉电阻这些知识点的学习。

目录

GPIO基础

GPIIO内部结构简图

推挽的理解

开漏的理解 驱动能力强

推挽和开漏的区别

上拉电阻,到底在拉什么?

上拉电阻应用的场景

上拉电阻如何取值?

漏电流?驱动能力?是什么?


GPIO基础

下图截取的数据手册图,里面包含了GPIO的相关模式的介绍。

MCU输出时会有两种模式,一种叫做推挽模式,一种是开漏模式,对于一个GPIO要么不就是输出高电平不就是输出低电平吗,为什么还要有这两种模式,答案在后文。

GPIIO内部结构简图

如下图所示,我们要关注的也就是mos管的开关状态,枚举一下会有四种情况,如下所示:

Q1Q2OUT
opencloseHigh
closeopenLow
closecloseFloating
openopenShort Circuit

推挽的理解

当 Q1 PMOS 打开,Q2 NMOS 关闭,VCC给负载所在电路的给这颗 NMOS 的栅极供电,也就是推电流出去,输出高电平,当Q1 PMOS 关闭,Q2 NMOS打开时,负载所在的电路的NMOS栅极放电,也就是挽电流回来,这里用的是 NMOS 也就是在此专栏的硬件篇专门讲过为什么是NMOS,应用的场景也有说明,如果还是不懂可以回去看看。

开漏的理解 驱动能力强

开漏模式下不加外部上拉电阻的话如下图所示,这种情况是不能接受的。

因此我们需要加一个外部电阻,上拉电阻。

第一个就是改变高电平的电压,防止主控烧坏相关器件,例如在IIC中,我们想用主控控制一个芯片,但是主控输出的高电平为5V, 芯片引脚只支持3.3V输入 ,因此会造成芯片给烧毁等一系列不确定因素的问题了,因此我们就要使用开漏模式了,同时最主要的就是需要外接一个上拉电阻了,用来将5V拉低成3.3V。

也就是NMOS关闭就是高阻态,高电平由外部提供,打开就是低电平。

第二个作用就是可以让几个GPIO同时控制芯片,但是推挽就会造成短路。

这里补充一下,I2C总线理论上可以连接127个设备(7位地址模式),2^7 (本质就是前7位是地址后一位是方向 )减去一个设备0 就是127.

推挽和开漏的区别

输出状态直接输出高电平和低电平只输出低电平,或通过上拉电阻输出高电平
驱动方式双向驱动(高电平和低电平)只有低电平驱动(高电平由外部提供)
输出能力高驱动能力低驱动能力(需要上拉电阻)
适用场景一般的数字输出、控制信号多设备共享总线、I2C、1-Wire等
优点响应速度快,能提供较大电流支持多设备共享,避免驱动冲突
缺点不适合多个设备共享,功耗较大需要外部上拉电阻,响应速度较慢

上拉电阻,到底在拉什么?

上拉电阻应用的场景

上拉电阻都会伴随着mos管的出现,其实就是工作在开漏模式下的GPIO口,

但是如果例如相关外部芯片集成上拉电阻,我们就不用外部加了,如下图所示:

上拉电阻如何取值?

绝大部分上拉电阻都是 1K-100K 之间,电阻小的话优点就是驱动能力强,电阻大的话漏电流小。

漏电流?驱动能力?是什么?

漏电流就是mos管打开时,会形成通路,如果这个电阻是1K的话,那这边的漏电流就有5mA了,这个电流是白白浪费的,而且还会产生热量。因此阻值当然是越大越好,但是驱动能力会弱。。

何为驱动能力?

也就是低电平向高电平的电平转换的过程,虽然你看到的是一个瞬间的上升沿,但是其实刻度调大之后,低电平到高电平并不是瞬间完成的,也就是之前章节说到的爬升过程了。。也要结合相关芯片负载的硬件选型了,否则会有失真的情况了。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/470589.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

使用jmeter查询项目数据库信息,保存至本地txt或excel文件1108

知识点1:使用jmeter把项目数据库的数据导出,并使用jmeter导出数据库的数据 步骤1:使用jmeter把项目数据库的数据导出 (1)测试计划-添加- 线程组setUp线程组 setUp线程组:添加-配置元件-JDBC Connection …

Flink_DataStreamAPI_输出算子Sink

Flink_DataStreamAPI_输出算子Sink 1连接到外部系统2输出到文件3输出到Kafka4输出到MySQL(JDBC)5自定义Sink输出 Flink作为数据处理框架,最终还是要把计算处理的结果写入外部存储,为外部应用提供支持。 1连接到外部系统 Flink的D…

01-Ajax入门与axios使用、URL知识

欢迎来到“雪碧聊技术”CSDN博客! 在这里,您将踏入一个专注于Java开发技术的知识殿堂。无论您是Java编程的初学者,还是具有一定经验的开发者,相信我的博客都能为您提供宝贵的学习资源和实用技巧。作为您的技术向导,我将…

HarmonyOS Next星河版笔记--界面开发(4)

布局 1.1.线性布局 线性布局通过线性容器column和row创建 column容器:子元素垂直方向排列row容器:子元素水平方向排列 1.1.1.排布主方向上的对齐方式(主轴) 属性:.justifyContent(枚举FlexAlign&#…

webpack loader全解析,从入门到精通(10)

webpack 的核心功能是分析出各种模块的依赖关系,然后形成资源列表,最终打包生成到指定的文件中。更多复杂的功能需要借助 webpack loaders 和 plugins 来完成。 1. 什么是 Loader Loader 本质上是一个函数,它的作用是将某个源码字符串转换成…

如何用WordPress和Shopify提升SEO表现?

选择合适的建站程序对于SEO优化非常重要。目前,WordPress和Shopify是两种备受推崇的建站平台,各有优势。 WordPress最大的优点是灵活性。它支持大量SEO插件,帮助你调整元标签、生成站点地图、优化内容结构等。这些功能让你能够轻松地提升网站…

ArcGIS Pro属性表乱码与字段名3个汉字解决方案大总结

01 背景 我们之前在使用ArcGIS出现导出Excel中文乱码及shp添加字段3个字被截断的情况,我们有以下应对策略: 推荐阅读:ArcGIS导出Excel中文乱码及shp添加字段3个字被截断? 那如果我们使用ArGIS Pro出现上述问题,该如何…

24/11/13 算法笔记<强化学习> DQN算法

DQN算法的主要特点包括: 神经网络代替Q表:在传统的Q学习中,需要维护一个Q表来存储每个状态-动作对的Q值。而在DQN中,使用神经网络来近似这些Q值,这使得算法能够处理具有大量状态和动作的问题。 经验回放(E…

Blender进阶:图像纹理节点和映射节点

13 图像纹理节点 13.1 图像纹理节点 图像纹理节点,用于加载一张贴图 加载图片后,可以从图片上取得一个像素点。 输入:一个坐标矢量 输出:该坐标的像素颜色 演示:使用合并xyz节点来指定坐标。。 13.2 多种贴图 一…

MYSQL 库,表 基本操作

相关的两个编码集(简单了解即可) 1.数据库编码集 :对将要存储的数据进行编码 2.数据库校验集:对将要执行的操作(增删查改)数据是对数据编码的校验,本质也是一种读取数据库中数据库采用的一种编码格式。 总结:数据库无论对数据做…

万字长文分析函数式编程

目录 一.认识函数式编程 一、函数式编程的定义 二、函数式编程的思想 三、函数式编程的特点 四、函数式编程的应用 二.Lambda表达式 三.Stream流 3.1 创建流对象 3.2 注意事项 3.3 Stream流的中间操作 filter map distinct sorted limit skip flatMap 3.4 St…

DOM 规范 — MutationObserver 接口

前言 最近在重学 JavaScript 中,再一次接触到了 MutationObserver 内容,接着联想到了 Vue 源码中有使用过这个接口,因此觉得有必要对 MutationObserver 接口进行相关了解和学习。 下面是 vue 源码中关于 MutationObserver 接口使用的代码&a…

灰狼优化算法

一、简介 1.1 灰狼优化算法-Grey Wolf Optimizer 通过模拟灰狼群体捕食行为,基于狼群群体协 作的机制来达到优化的目的。GWO算法具有结构简单、需 要调节的参数少、容易实现等特点,其中存在能够自适应调整 的收敛因子…

AI 写作(五)核心技术之文本摘要:分类与应用(5/10)

一、文本摘要:AI 写作的关键技术 文本摘要在 AI 写作中扮演着至关重要的角色。在当今信息爆炸的时代,人们每天都被大量的文本信息所包围,如何快速有效地获取关键信息成为了一个迫切的需求。文本摘要技术正是为了解决这个问题而诞生的&#x…

【 ElementUI 组件Steps 步骤条使用新手详细教程】

本文介绍如何使用 ElementUI 组件库中的步骤条组件完成分步表单设计。 效果图: 基础用法​ 简单的步骤条。 设置 active 属性,接受一个 Number,表明步骤的 index,从 0 开始。 需要定宽的步骤条时,设置 space 属性即…

尽量通俗易懂地概述.Net U nity跨语言/跨平台相关知识

本文参考来自唐老狮,Unity3D高级编程:主程手记,ai等途径 仅作学习笔记交流分享 目录 1. .Net是什么? 2. .Net框架的核心要点? 跨语言和跨平台 .Net x Unity跨平台发展史 Net Framework 2002 Unity跨平台之 Mono 2004 Unity跨平台之 IL2CPP 2015 二者区别 .NET Core …

基于yolov8、yolov5的番茄成熟度检测识别系统(含UI界面、训练好的模型、Python代码、数据集)

摘要:番茄成熟度检测在农业生产及质量控制中起着至关重要的作用,不仅能帮助农民及时采摘成熟的番茄,还为自动化农业监测提供了可靠的数据支撑。本文介绍了一款基于YOLOv8、YOLOv5等深度学习框架的番茄成熟度检测模型,该模型使用了…

应用程序部署(IIS的相关使用,sql server的相关使用)

数据服务程序(API)部署 1、修改配置文件 打开部署包中的web.config配置文件,确认数据库登录名和密码正确 修改ip为电脑IP(winR输入cmd,输入ipconfig,IPv4对应的就是本机IP) 2、打开IIS&#x…

网页版五子棋——对战模块(服务器端开发②)

前一篇文章:网页版五子棋——对战模块(服务器端开发①)-CSDN博客 项目源代码:Java: 利用Java解题与实现部分功能及小项目的代码集合 - Gitee.com 目录 前言 一、创建并注册 GameAPI 类 1.创建 GameAPI 类 2.注册 GameAPI 类 …

STM32单片机WIFI语音识别智能衣柜除湿消毒照明

实践制作DIY- GC0196-WIFI语音识别智能衣柜 一、功能说明: 基于STM32单片机设计-WIFI语音识别智能衣柜 二、功能介绍: STM32F103C系列最小系统板LCD1602显示器ULN2003控制的步进电机(柜门开关)5V加热片直流风扇紫外消毒灯DHT11…