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        單片機I/O口的開漏輸出及推挽輸出區別

        作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2014年11月22日   【字體:

        推挽輸出:可以輸出高,低電平,連接數字器件;

         

        開漏輸出:輸出端相當于三極管的集電極. 要得到高電平狀態需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅動,其吸收電流的能力相對強(一般20ma以內).
           

            推挽結構一般是指兩個三極管分別受兩互補信號的控制,總是在一個三極管導通的時候另一個截止.
            要實現 線與 需要用OC(open collector)門電路.是兩個參數相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負責正負半周的波形放大任務,電路工作時,兩只對稱的功率開關管每次只有一個導通,所以導通損耗小,效率高。輸出既可以向負載灌電流,也可以從負載抽取電流。

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        開漏電路特點及應用

            在電路設計時我們常常遇到開漏(open drain)和開集(open collector)的概念。

         所謂開漏電路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏極。同理,開集電路中的“集”就是指三極管的集電極。開漏電路就是指以MOSFET的漏極為輸出的電路。一般的用法是會在漏極外部的電路添加上拉電阻。完整的開漏電路應該由開漏器件和開漏上拉電阻組成。

           
        組成開漏形式的電路有以下幾個特點:


        1. 利用外部電路的驅動能力,減少IC內部的驅動。當IC內部MOSFET導通時,驅動電流是從外部的VCC流經R pull-up ,MOSFET到GND。IC內部僅需很下的柵極驅動電流。如圖1。
        2. 可以將多個開漏輸出的Pin,連接到一條線上。形成 “與邏輯” 關系。如圖1,當PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一個變低后,開漏線上的邏輯就為0了。這也是I2C,SMBus等總線判斷總線占用狀態的原理。


        3. 可以利用改變上拉電源的電壓,改變傳輸電平。如圖2, IC的邏輯電平由電源Vcc1決定,而輸出高電平則由Vcc2決定。這樣我們就可以用低電平邏輯控制輸出高電平邏輯了。
        4. 開漏Pin不連接外部的上拉電阻,則只能輸出低電平(因此對于經典的51單片機的P0口而言,要想做輸入輸出功能必須加外部上拉電阻,否則無法輸出高電平邏輯)。
        5. 標準的開漏腳一般只有輸出的能力。添加其它的判斷電路,才能具備雙向輸入、輸出的能力。

        應用中需注意:
        1.   開漏和開集的原理類似,在許多應用中我們利用開集電路代替開漏電路。例如,某輸入Pin要求由開漏電路驅動。則我們常見的驅動方式是利用一個三極管組成開集電路來驅動它,即方便又節省成本。如圖3。


        2. 上拉電阻R pull-up的 阻值 決定了 邏輯電平轉換的沿的速度 。阻值越大,速度越低功耗越小。反之亦然。

           Push-Pull輸出就是一般所說的推挽輸出,在CMOS電路里面應該較CMOS輸出更合適,應為在CMOS里面的push-pull輸出能力不可能做得雙極那么大。輸出能力看IC內部輸出極N管P管的面積。和開漏輸出相比,push-pull的高低電平由IC的電源低定,不能簡單的做邏輯操作等。push-pull是現在CMOS電路里面用得最多的輸出級設計方式。

        51單片機的I/O口是開漏輸出,驅動能力較弱,所以一般都要加上拉電阻去驅動下一級電路,

        而AVR,STM8S系列的都是真正的雙向I/O口,推挽輸出,電流可達20mA左右

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