初步了解GPIO

57 阅读2分钟

一、GPIO概念

通用输入、输出是计算机系统中用于与外部世界进行数字通信的一种接口标准。它允许硬件和软件通过电信号来交互数据,控制外部设备或接收外部事件。GPIO通常用于连接各种外设,如按钮、LED灯、传感器、马达、继电器等, 以便与计算机系统进行交互。(大白话:GPIO可以对外输出高低电平状态、也可以读取外部的高低电平状态)

3858fefa09b1fb8a16d95e4b0ba15647.png

*芯片有很多引脚,绝大多数都可以配置为GPIO,即对外输出或输入模式。

二、GPIO输出状态有推挽输出和开漏输出两种

芯片的引脚处于GPIO模式的时候,有输入和输出状态,其中输出模式有推挽输出(Push-Pull Output,PP)和开漏输出(Open-Drain Output,OD)

推挽输出:对外输出高低电平,由芯片对外输出电流,用于低功耗外接设备较多。

开漏输出:对外输出高低电平,由外部电路输出电流,用于外部通信或高电压大电流场景较多。

三、MOS管和GPIO输出

芯片无论多复杂,内部都是电路。GPIO输入输出模式,本质上内部也是基于电路完成的功能。GPIO电路最核心的器件。称之为:非门电路和MOS管。

1a136ed603cd0f2fc8ec2b9809641007.png

*NMOS高电平导通,PMOS低电平导通,非门电路取反。

四、门电路、MOS管和GPIO有什么关系?

GPIO的输出就是通过门电路和MOS管来实现的。

-推模式电路示例(内部供电)

82897bd50370bcdf29a05ad5293e1d27.png

-挽模式电路示例(外部供电)

3d60e651f4edd0d61dbeab6227697779.png

为了防止外部输入电流过大而烧掉芯片,需要提前查阅相关手册了解接受电流的最大阈值,示例

49e6c270ca7b8af357d3559a67d72e9e.png

“本小节结束 ”