【1. GPIO】

1.GPIO (General-purpose input/output)

• GPIO:通用输入输出功能。
• PIN:引脚

I/O端口指的是具有通用输入输出功能的PIN引脚。其基本结构为：

• 输入模式
  • 输入浮空
  • 输入上拉
  • 输入下拉
  • 模拟输入
• 输出模式
  • 开漏输出
  • 开漏复用输出
  • 推挽输出
  • 推挽复用输出

2.输入浮空

浮空：即逻辑器件与引脚间不接入高电平，也不接入低电平，由于逻辑器件的内部结构，当它输入引脚悬空时，相当于该引脚接了高电平，呈现高阻态。浮空最大的特点是电压的不确定性，I/O端口有可能是0V，也有可能是Vcc，还可能是两者之间。这种设置在数据传输时使用较多。

浮空输入一般可以作为ADC输入时用，这样可以减少上、下拉电阻对ADC采集结果的影响。

3.输入上拉、输入下拉

上拉：将上拉电阻处开关合上，将不确定的信号通过一个电阻钳制在VDD。无信号输入时输入端的电平为高电平。信号输入为低电平是输入端的电平应该也为低电平。
下拉：将下拉电阻处开关合上，将不确定的信号通过一个电阻钳制在VSS。保证无信号输入时输入端的电平为低电平。信号输入为高电平是输入端的电平应该也为高电平。

4.模拟输入

当输入端口作为模拟量输入端口时，为了使外界的模拟量更加真实的读入到单片机中，我们既不能合上上、下拉电阻开关，也不能让信号经过TTL 施密特触发器。

5.开漏输出、开漏复用输出

开漏输出：

1. 明显的优势就是可以很方便的调节输出的电平，因为输出电平完全由上拉电阻连接的电源电平决定。所以在需要进行电平转换的地方，非常适合使用开漏输出。
2. 可以实现"线与"功能，所谓的"线与"指的是多个信号线直接连接在一起，只有当所有信号全部为高电平时，合在一起的总线为高电平；只要有任意一个或者多个信号为低电平，则总线为低电平。

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开漏电路：
 虽然我们可以看到开漏输出是没有办法在内部输出一个高电平，但是这一个看似是缺点。其实实际上是一种优点。我们可以得到，当给一个低电平的时候，MOS管没有导通，此时电压不确定导致无法输出高电平，但是一旦我们在外部（漏极D处）增加一个上拉，那么这一个缺点就会被有效避免。并且，因为是我们自己设计一个上拉，这个上拉的电压是由我们自己确定，这样我们就可以根据外部电路需要多少V的高电平来给这一个上拉的电压，可以更好的适应更多情况。

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6.推挽输出、推挽复用输出

 推挽输出的结构是由两个三极管或者MOS管受到互补信号的控制，两个管子始终保持一个处于截止，另一个处于导通的状态。
 推挽输出的最大特点是可以能输出真正的高电平和低电平，在两种电平下都具有驱动能力。但推挽输出的一个缺点是，如果当两个推挽输出结构相连在一起，一个输出高电平，即上面的MOS导通，下面的MOS闭合时；同时另一个输出低电平，即上面的MOS闭合，下面的MOS导通时。电流会从第一个引脚的VCC通过上端MOS再经过第二个引脚的下端MOS直接流向GND。整个通路上电阻很小，会发生短路，进而可能造成端口的损害。

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推挽电路：

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推挽输出和开漏输出的比较：

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