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  • 浮空一般用来做ADC输入用,这样可以减少上下电阻对结果的影响. 那在ADC采集的时候浮空和模拟输入有什么区别呢?我感觉浮空就是当这个管脚在这一时间不需要使用又不能影响外部时使用,而ADC采集时用模...

    原子哥:顾名思义,浮空就是 浮在空中.也就是没有什么把他拉下来,也没有什么把它拉上去. 
    浮空最大的特点就是电压的不确定性,它可能是0V,也可能是VCC,还可能是介于两者之间的某个值(最有可能). 结论错误2021.1.5
    浮空一般用来做ADC输入用,这样可以减少上下拉电阻对结果的影响.2021.1.5

    那在ADC采集的时候浮空和模拟输入有什么区别呢?我感觉浮空就是当这个管脚在这一时间不需要使用又不能影响外部时使用,而ADC采集时用模拟。对吗原子哥大?

    在AD采集的时候,这两个模式倒是都可以。 
    但是在单纯作为输入的时候,浮空模式是有用的,在外部有上拉/下拉的条件下,你可以设置为浮空输入。 
    或者IO有冲突的时候(参见mini板的PWM输出实验),你也可以设置为浮空输入,从而完全不干扰其他IO。

    浮空输入不是这个意思,浮空输入时,施密特触发器起作用上拉下拉的时候施密特触发器也起作用复用功能也启用也就是说浮空输入和上下拉输入的信号采集过程电路是一样的,差别仅仅在于默认值,上下拉输入默认输入值确定,浮空模式默认值不确定),读取输入结果时,只有0或1两种只是默认值不能确定。可能是0也可能是1有外部信号确定,但是采集的信号是数字量0和1.模拟输入时才是从0到VCC之间变化,这时适合接ADC输入。

     

     

    那要是读管脚上的信息时,应该设置为上拉输入还是下拉输入呢?

    一般选择上拉.

    我对STM32 GPIO输入/输出模式进行了一下总结,请大家指正哪里有问题?
    1、输入浮空  输入引脚即不接高电平,也不接低电平,用于标准的通讯协议,比如IIC、USART的等,如果想用做按键检测等功能,需外部使用上拉或下拉电阻;
    2. 输入上拉  相当于输入浮空用来按键检测外加上拉电阻,只不过这个是内部上拉,省去了外部电路;
    3. 输入下拉  同上; 三者共同点就是都要通过 TTL肖特基触发器 转换成0/1信号。既非高即低。
    4. 模拟输入  信号进入后不经过上拉电阻或者下拉电阻,关闭施密特触发器,经由另一线路把电压信号传送到片上外设模块。比如传送给ADC模块,由ADC采集电压信号。所以可以理解为模拟输入的信号是未经处理的信号,是原汁原味的信号。

    模拟输入和推挽模式还算对,

    其他基本都有误。
    开漏模式:输出 0 时,N-MOS 导通,P-MOS 不被激活,输出0。
                      输出 1 时,N-MOS 高阻, P-MOS 不被激活,输出1(需要外部上拉电路);此模式可以把端口作为双向IO使用。
    推挽模式:输出 0 时,N-MOS 导通,P-MOS 高阻,输出0。
                      输出 1 时,N-MOS 高阻,P-MOS 导通,输出1(不需要外部上拉电路)。

    stm32为什么要上拉或下拉输入啊?
    直接输入高低电平不行吗?这个输入的高低电平就直接由外设的电平决定啊?为什么还要用内部的上拉下拉电阻呢?
    是因为 外设给出的高低电平信号可能会太弱吗?

     

     

    比如我们的按键实验吧,如果没有上下拉输入,你选择浮空输入? 
    浮空输入信号电平是不确定的,那么按键你就必须外部加上下拉电阻.那么电阻要不要钱? 
    那想省钱怎么办? 
    答案不用我说了吧.

     

     


    呃 这个解释 还是比较牛叉的。但我的意思是:当外围设备能自己输出高低电平时,那么stm32与它相接的引脚就没有必要配制成上下拉输入了吧?你举例用的是按键,按键自己没法给出高低电平,所以必须得接上下拉电阻。

    外设能输出的时候,可以不上下拉。

    1 在考虑输出时候,高级点的芯片,可以设置好,为了固定’初值‘。 即明确reset阶段的io电平。 在一些敏感的控制里面, 初值是值得重视的,不然会带来一些’意外‘ 

    2 在重视待机功耗的系统里面,必须改变pull up和pull down,使得整体功耗降低。 

    3 就是输入时候的’ 初值‘ 

    4 看io的设计, 当oc门输出时候,上拉是必须的。 

    --- 
    个人看法

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  • 数字电路: 数字信号一般都是一些开关信号。比如:离合器开关,油门踏板...模拟量输入电路:分为温度型和压力型两大类。 温度型:温度型内部一般为热敏电阻,采用两线制 ,信号、地,我们归类为电阻型。电阻型信...

    数字电路:

    数字信号一般都是一些开关信号。比如:离合器开关,油门踏板开关等。一般开关量接上拉电阻到UBAT(电池电压)。接UBAT主要是考虑电池直接供电。如果用5V供电,考虑极端情况一直闭合,会增加5V电源供电电路的电流,则增大了5V输出电流,对芯片要求提高。

    模拟量输入电路:分为温度型和压力型两大类。

    温度型:温度型内部一般为热敏电阻,采用两线制 ,信号、地,我们归类为电阻型。电阻型信号采集,需要内部给它做上拉,注意上拉电压为VCC(这个电压值由单片机的引脚最大电压决定)。所以实际采样值为分压值,根据关系换算即可得到实测值。

    压力型:压力信号一般为三线制,及电源,地,信号。所以它的输入量已经是电压型。和电阻型不同,采集电路要做上拉和下拉处理。(此处主要也是参考bosch设计,上下拉根据信号特性要求,由厂家提供。一般做下拉的作用是考虑EMC问题,微弱电流输入与gnd之间的耦合)

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  • 判断上拉输入和下拉输入

    千次阅读 2019-05-21 16:45:25
    当一个按键按下的时候,对应的引脚输入数据是0或1是不确定的,还要看外部电路的组成是上拉还是下拉,当外部电路上拉的时候,即外部接正的时候,读入的数据是1;当外部电路是下拉的时候,读入的数据是0. 上拉例子...

    当一个按键按下的时候,对应的引脚输入数据是0或1是不确定的,还要看外部电路的组成是上拉还是下拉,当外部电路时上拉的时候,即外部接正的时候,读入的数据是1;当外部电路是下拉的时候,读入的数据是0.

                上拉例子:无键按下的时候是1                                     下拉例子:无键按下的时候是0

                                有键按下时是0                                                                          有键按下时是1

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  • 以及上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入的区别 最近在看数据手册的时候,发现在Cortex-M3里,对于GPIO的配置种类有8种之多: (1)GPIO_Mode_AIN 模拟输入 (2)GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入 (3)GPIO_...

    以及上拉输入、下拉输入、浮空输入、模拟输入的区别

    最近在看数据手册的时候,发现在Cortex-M3里,对于GPIO的配置种类有8种之多:

    (1)GPIO_Mode_AIN 模拟输入
    (2)GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入
    (3)GPIO_Mode_IPD 下拉输入
    (4)GPIO_Mode_IPU 上拉输入
    (5)GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出
    (6)GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出
    (7)GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出
    (8)GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出
    对于刚入门的新手,我想这几个概念是必须得搞清楚的,平时接触的最多的也就是推挽输出、开漏输出、上拉输入这三种,但一直未曾对这些做过归纳。因此,在这里做一个总结:

    推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件; 推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止。高低电平由IC的电源低定。

    推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小、效率高。输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。

    详细理解:


    如图所示,推挽放大器的输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。对负载而言,好像是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。当输出高电平时,也就是下级负载门输入高电平时,输出端的电流将是下级门从本级电源经VT3拉出。这样一来,输出高低电平时,VT3 一路和 VT5 一路将交替工作,从而减低了功耗,提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路,管子导通电阻都很小,使RC常数很小,转变速度很快。因此,推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。

    开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).

    开漏形式的电路有以下几个特点:

    1. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。IC内部仅需很下的栅极驱动电流。

    2. 一般来说,开漏是用来连接不同电平的器件,匹配电平用的,因为开漏引脚不连接外部的上拉电阻时,只能输出低电平,如果需要同时具备输出高电平的功能,则需要接上拉电阻,很好的一个优点是通过改变上拉电源的电压,便可以改变传输电平。比如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。(上拉电阻的阻值决定了逻辑电平转换的沿的速度 。阻值越大,速度越低功耗越小,所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。)

    3. OPEN-DRAIN提供了灵活的输出方式,但是也有其弱点,就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻选择小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求,则建议用下降沿输出。

    4. 可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。通过一只上拉电阻,在不增加任何器件的情况下,形成“与逻辑”关系。这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。补充:什么是“线与”?:

    在一个结点(线)上, 连接一个上拉电阻到电源 VCC 或 VDD 和 n 个 NPN 或 NMOS 晶体管的集电极 C 或漏极 D, 这些晶体管的发射极 E 或源极 S 都接到地线上, 只要有一个晶体管饱和, 这个结点(线)就被拉到地线电平上. 因为这些晶体管的基极注入电流(NPN)或栅极加上高电平(NMOS),晶体管就会饱和, 所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非 NOR 逻辑. 如果这个结点后面加一个反相器, 就是或 OR 逻辑.

    其实可以简单的理解为:在所有引脚连在一起时,外接一上拉电阻,如果有一个引脚输出为逻辑0,相当于接地,与之并联的回路“相当于被一根导线短路”,所以外电路逻辑电平便为0,只有都为高电平时,与的结果才为逻辑1。

    关于推挽输出和开漏输出,最后用一幅最简单的图形来概括:


    该图中左边的便是推挽输出模式,其中比较器输出高电平时下面的PNP三极管截止,而上面NPN三极管导通,输出电平VS+;当比较器输出低电平时则恰恰相反,PNP三极管导通,输出和地相连,为低电平。右边的则可以理解为开漏输出形式,需要接上拉。

    浮空输入:对于浮空输入,一直没找到很权威的解释,只好从以下图中去理解了


    由于浮空输入一般多用于外部按键输入,结合图上的输入部分电路,我理解为浮空输入状态下,IO的电平状态是不确定的,完全由外部输入决定,如果在该引脚悬空的情况下,读取该端口的电平是不确定的。

    上拉输入/下拉输入/模拟输入:这几个概念很好理解,从字面便能轻易读懂。

    复用开漏输出、复用推挽输出:可以理解为GPIO口被用作第二功能时的配置情况(即并非作为通用IO口使用)

    最后总结下使用情况:

    在STM32中选用IO模式
    (1) 浮空输入_IN_FLOATING ——浮空输入,可以做KEY识别,RX1
    (2)带上拉输入_IPU——IO内部上拉电阻输入
    (3)带下拉输入_IPD—— IO内部下拉电阻输入
    (4) 模拟输入_AIN ——应用ADC模拟输入,或者低功耗下省电
    (5)开漏输出_OUT_OD ——IO输出0接GND,IO输出1,悬空,需要外接上拉电阻,才能实现输出高电平。当输出为1时,IO口的状态由上拉电阻拉高电平,但由于是开漏输出模式,这样IO口也就可以由外部电路改变为低电平或不变。可以读IO输入电平变化,实现C51的IO双向功能
    (6)推挽输出_OUT_PP ——IO输出0-接GND, IO输出1 -接VCC,读输入值是未知的
    (7)复用功能的推挽输出_AF_PP ——片内外设功能(I2C的SCL,SDA)
    (8)复用功能的开漏输出_AF_OD——片内外设功能(TX1,MOSI,MISO.SCK.SS)
    STM32设置实例:
    (1)模拟I2C使用开漏输出_OUT_OD,接上拉电阻,能够正确输出0和1;读值时先GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0);拉高,然后可以读IO的值;使用GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0);
    (2)如果是无上拉电阻,IO默认是高电平;需要读取IO的值,可以使用带上拉输入_IPU和浮空输入_IN_FLOATING和开漏输出_OUT_OD;

    嵌入式开发

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