STM32CUBEIDE（3）----GPIO输出模式，速率测试、开漏和输出说明

概述

本章主要GPIO输出模式下不同配置的说明。 最近在弄ST和GD的课程，需要样片的可以加群申请：615061293。

生成例程

使用STM32CUBEMX生成例程，这里使用NUCLEO-L476RG开发板,因为我这只有这款板子的主频较快。

不同速率对应的波形

以PC3为例，在推挽输出无上下拉情况下，输出速率主要有4种，一般的低端MCU只有3种，没有Very High。

LOW速率

Medium速率

High速率

Very High速率

可以看到，在不同速率下，端口的反应速度不一样，设置最大输出速率越大，响应越快，对应的噪声也就越大。

输出方式

在上图中，P-MOS带了一个⚪，说明是低电平导通。

上图是GPIO的示意图，有输入和输出，如果简化为输出，则如下所示。

模拟文件下载

https://download.csdn.net/download/qq_24312945/85250172

推挽输出

推挽输出的内部电路大概是下图这个样子，由一个P-MOS和一个N-MOS组合而成，同一时间只有一个管子能够进行导通。

当输出高电平时候，P-MOS导通，N-MOS截至，此时电源电流入R5。

当输出低电平时候，N-MOS导通，P-MOS截至，此时电流流入R5的为0。

线与

推挽输出高电平与电源电压基本上没有压差 高低电平的驱动能力较强，推挽输出的电流都能达到几十mA。 但是无法进行线与操作，做进行线与操作，那么电源和地就会短路，因为mos管电阻很小。 看下图可以得知，电流通过Q3的P-MOS流到Q2的N-MOS，最终回到地。

开漏输出

开漏输出又叫漏极开漏输出简化后可以看作如下的示意图。

若还是使用上面推挽的电路图，当N-MOS为低电平时候，那么他的输出就是一个高阻态。 可以看到，R5没有电流通过，电压也是接近于0，所以GPIO无法对外输出高电平。

此时需要增加一个上拉，这样的话上拉的电流就会流出去。 所以在开漏输出情况下，需要增加一个上拉才能进行输出高电平。

对于输出低电平，他和推挽输出差不多，电流通过N-MOS流到地中。

上图是没有增加上拉，但是开漏输出模式都需要增加，增加上拉之后如下图所示。 电流通过N-MOS流回地中。

输出电压

由于推挽输出在输出的时候是通过单片机内部的电压，所以他的电压是不能改变的。 但是开漏输出是通过外部上拉的电压，所以可以改变开漏输出模式下的电压大小。 下图是当上拉为5V时候，也是可以驱动出去的，这个上拉电压最大值需要看单片机的耐压。

审核编辑：汤梓红