关于GPIO开漏输出描述的疑惑。请指点迷津。

qduwg

看到《零死角玩转STM32》的关于输出方式开漏输出时。书上的这段话令我感到莫名其妙。请结合下图帮我看看，是上面的PMOS开漏还是下面的NMOS开漏？怎么开漏的？这不是连接在一起了吗？另外，既然后面提到是NMOS管开通，而前面那句输出为0时，怎么会让NMOS管导通的？奇怪啊。明明应该是低电平截止的。我有点迷糊了。请大师指点一二？？  
我的理解是：NMOS管G极为高电平1，则NMOS导通，所以输出被拉低到GND电平。反之，如果G极为低电平时，则NMOS管截止，导致一个不确定状态。所以，才需要一个外加的上拉电阻，把这个状态固定为高电平。不知道理解是否正确？是不是原书是错误的描述了？

问题2：下面原理图输出控制那个方框输出的两路信号应该是同时为1，或者同时为0的吧。这样才能保证一个管子开，另外一个是关的。应该不是输出为10，或者01这样的组合。理解是否正确？大神指点哦。

flyleaf

参考这个等效电路图




所谓的推挽输出模式，是根据这两个MOS管的工作方式来命名的。在该结构中输入高电平时，上方的P-MOS导通，下方的N-MOS关闭，对外输出高电平；而在该结构中输入低电平时，N-MOS管导通，P-MOS关闭，对外输出低电平。当引脚高低电平切换时，两个管子轮流导通，一个负责灌电流，一个负责拉电流，使其负载能力和开关速度都比普通的方式有很大的提高。推挽输出的低电平为0伏，高电平为3.3伏，参考图 2 2左侧，它是推挽输出模式时的等效电路。


而在开漏输出模式时，上方的P-MOS管完全不工作。如果我们控制输出为0，低电平，则P-MOS管关闭，N-MOS管导通，使输出接地，若控制输出为1 (它无法直接输出高电平)时，则P-MOS管和N-MOS管都关闭，所以引脚既不输出高电平，也不输出低电平，为高阻态。为正常使用时必须接上拉电阻(可用STM32的内部上拉，但建议在STM32外部再接一个上拉电阻)，参考图 2 2中的右侧等效电路。它具“线与”特性，也就是说，若有很多个开漏模式引脚连接到一起时，只有当所有引脚都输出高阻态，才由上拉电阻提供高电平，此高电平的电压为外部上拉电阻所接的电源的电压。若其中一个引脚为低电平，那线路就相当于短路接地，使得整条线路都为低电平，0伏。
推挽输出模式一般应用在输出电平为0和3.3伏而且需要高速切换开关状态的场合。在STM32的应用中，除了必须用开漏模式的场合，我们都习惯使用推挽输出模式。
开漏输出一般应用在I2C、SMBUS通讯等需要“线与”功能的总线电路中。除此之外，还用在电平不匹配的场合，如需要输出5伏的高电平，就可以在外部接一个上拉电阻，上拉电源为5伏，并且把GPIO设置为开漏模式，当输出高阻态时，由上拉电阻和电源向外输出5伏的电平。

qduwg

您的这个例子是可以看明白的。因为里面的原理图用的是NPN和PNP管子。而且也是输出低电平时，下面的PNP管子是导通的。输出确定的低电平0..这个是对的。可以理解。

返回头看《零死角》PDF书上的说法，完全跟你说的 这个例子相反。
请问控制输出为0，是指的引脚上的电平是0还是下面的NMOS管子的G极信号是0？
如果引脚PIN上的电平要想是0，那只有下面的NMOS的管子的G极为高电平，管子导通。
看来图上的那个“输出控制”方框的功能是对输出寄存器的数值进行了变换了。
比如在LED灯控制时，我们要输出低电平。这个时候“输出控制”电路输出的是高电平，打开下面的NMOS管输出PIN为0.   是不是这样理解？

请解释一下划线的地方哦。这个地方描述的匪夷所思啊。容易产生误解。没有描述清楚。

flyleaf

qduwg 发表于 2015-12-11 10:28
您的这个例子是可以看明白的。因为里面的原理图用的是NPN和PNP管子。而且也是输出低电平时，下面的PNP管子 ...

哦，我主要看《STM32库开发实战》书里的文档，那里改过来了
《零死角》这个文档我们准备重新整理

以上面那个等效电路图来理解吧， 三极管一看就知道了，mos管看得头晕

qduwg

flyleaf 发表于 2015-12-11 10:35
哦，我主要看《STM32库开发实战》书里的文档，那里改过来了
《零死角》这个文档我们准备重新整理

我看了《STM32库开发实战》这个书的。里面这个地方的内容描述基本都是一样的啊。哪里改了？

NPN,PNP组成的推挽电路，刚好跟书上给出的图里面的PMOS,NMOS位置相反的。

我现在只有考虑一个原因，就是那个“输出控制”逻辑在起作用了。 输出寄存器值为0时，通过输出控制逻辑，让上面的关闭，下面的打开。这样PIN上的输出就是低电平。反之，则两个管子都关闭，则输出无定态。需要上拉电阻钳位到高电平。




非常感谢版主的讨论。

flyleaf

qduwg 发表于 2015-12-11 10:49
我看了《STM32库开发实战》这个书的。里面这个地方的内容描述基本都是一样的啊。哪里改了？

NPN,PNP组 ...

是啊，总之最后实现的是推挽模式时，寄存器1时，上面导通，下面关闭，寄存器为0时，下面导通，上面关闭。


时不时有读者反映这里写错了，可是我有时看它发现确实错了，但过一段时间又不知道它错在哪里了，好晕。我再看看吧。反正结论就是上面那种方式，可能是过程有的搞反了。

qduwg

flyleaf 发表于 2015-12-11 11:10
是啊，总之最后实现的是推挽模式时，寄存器1时，上面导通，下面关闭，寄存器为0时，下面导通，上面关闭。 ...

就是在描述的时候，把原因放在前面，结论放在后面。这样比较符合逻辑。你是把结论放在前面，原因放在后面。容易误导。

fire

qduwg 发表于 2015-12-11 11:32
就是在描述的时候，把原因放在前面，结论放在后面。这样比较符合逻辑。你是把结论放在前面，原因放在后面 ...

专业发帖23年                    

qduwg

fire 发表于 2015-12-11 12:05
专业发帖23年

哈哈，我们都是菜鸟。希望高手的指点。共同进步哦。