单片机IO口推挽输出与开漏输出的区别
详细解说开漏输出和推挽输出
详细解说开漏输出和推挽输出1,开漏输出(Open-Drain)首先讲一下集电极开路输出(Open-Collector)，单片机I/O常用的输出方式的开漏输出（Open-Drain），漏极开路电路概念中提到的“漏”是指MOSFET的漏极。
同理，集电极开路电路中的“集”就是指三极管的集电极。
在数字电路中，分别简称OD门和OC门。
典型的集电极开路电路如图所示。
电路中右侧的三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路，左侧的三极管用于反相作用，即左侧输入“0”时左侧三极管截止，VCC通过电阻加到右侧三极管基极，右侧三极管导通，右侧输出端连接到地，输出“0”。
从图中电路可以看出集电极开路是无法输出高电平的，如果要想输出高电平可以在输出端加上上拉电阻。
因此集电极开路输出可以用做电平转换，通过上拉电阻上拉至不同的电压，来实现不同的电平转换。
用做驱动器，由于OC门电路的输出管的集电极悬空，使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。
OC门使用上拉电阻以输出高电平，此外为了加大输出引脚的驱动能力，上拉电阻阻值的选择原则：从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。
将OC门输出连在一起时，再通过一个电阻接外电源，可以实现“线与”逻辑关系。
只要电阻的阻值和外电源电压的数值选择得当，就能做到既保证输出的高、低电平符合要求，而且输出三极管的负载电流又不至于过大。
集电极开路输出除了可以实现多门的线与逻辑关系外，通过使用大功率的三极管还可用于直接驱动较大电流的负载，如继电器、脉冲变压器、指示灯等。
由于现在MOS管用普遍，而且性能要比晶体管要好，所以很多开漏输出电路，和后面要讲的推挽输出电路都用MOS管实现。
再来就是开漏输出电路，和集电极开路一样，顾名思义，开漏电路就是指从MOSFET的漏极输出的电路。
典型的用法是在漏极外部的电路添加上拉电阻到电源如图所示。
完整的开漏电路应由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
集电极开路输出、开漏输出、推挽输出
集电极开路输出、开漏输出、推挽输出集电极开路(OC)输出： 集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什幺都不接，所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用，使输入为0时，输出也为0)。
对于图1，当左端的输入为0时，前面的三极管截止(即集电极C跟发射极E之间相当于断开)，所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为1时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制，1时断开，0时闭合。
很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。
而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。
这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地，那幺输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降)，所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。
如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大(同上，不考虑实际中的漏电流)，所以流过的电流为0，因此在1K电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5V了，这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的(即1KΩ)，如果接一个电阻为R的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏，即5/(1+1000/R)伏。
所以，如果要达到一定的电压的话，R就不能太小。
如果R真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1K的上拉电阻来增加驱动能力。
但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还 会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
漏极开路输出和推挽输出
漏极开路输出和推挽输出一、漏极开路（OD）输出：漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。
将上面的三极管换成场效应管即可。
这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。
对于漏极开路（OD）来说，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）。
要实现线与需要用OC（open collector）门电路。
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。
在电路设计时我们常常遇到开漏（open drain）和开集（open collector）的概念。
所谓开漏电路概念中提到的漏就是指MOSFET的漏极。
同理，开集电路中的集就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1所示：组成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（或驱动比芯片电源电压高的负载）。
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。
如图1。
2. 可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。
形成与逻辑关系。
如图1，当PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为0了。
这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
如果作为输出必须接上拉电阻。
接容性负载时，下降延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。
如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。
所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。
强推挽输出和开漏输出
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.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).我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。
对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。
很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。
而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。
这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。
对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。
将上面的三极管换成场效应管即可。
这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。
另一种输出结构是推挽输出。
推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。
比起OC 或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。
单片机IO口推挽与开漏输出详解
单片机I/O口推挽与开漏输出详解推挽输出: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.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).我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。
对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。
很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。
而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。
这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。
对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。
将上面的三极管换成场效应管即可。
这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。
另一种输出结构是推挽输出。
推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。
比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出推挽输出: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).上拉电阻：1、当TTL电路驱动CMOS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于CMOS 电路的最低高电平（一般为3.5V），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。
2、OC（集电极开路）门电路必须加上拉电阻，才能使用。
3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在CMOS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。
管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。
上拉电阻阻值的选择原则包括:1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。
3、对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。
对下拉电阻也有类似道理对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素：1. 驱动能力与功耗的平衡。
以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。
2．下级电路的驱动需求。
同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3．高低电平的设定。
不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。
推挽式输出和漏极式输出
单片机学习之推挽输出与漏极开路输出方式push- pull输出就是一般所说的推挽输出，在cmos电路里面应该较cmos输出更合适，因为在cmos里面的push－pull输出能力不可能做得双极那么大。
输出能力看ic内部输出极n管p管的面积。
和开漏输出相比，push－pull的高低电平由ic的电源低定，不能简单的做逻辑操作等。
push－pull是现在cmos电路里面用得最多的输出级设计方式。
一.什么是oc、od集电极开路门(集电极开路oc 或源极开路od)open-drain是漏极开路输出的意思，相当于集电极开路(open-collector)输出，即ttl中的集电极开路（oc）输出。
一般用于线或、线与，也有的用于电流驱动。
open-drain是对mos管而言，open-collector是对双极型管而言，在用法上没啥区别。
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。
或驱动比芯片电源电压高的负载.2. 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。
如果作为图腾输出必须接上拉电阻。
接容性负载时，下降延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。
如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。
所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。
3.可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。
例如加上上拉电阻就可以提供ttl/cmos电平输出等。
4.开漏pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平。
一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的。
5.正常的cmos输出级是上、下两个管子，把上面的管子去掉就是open-drain了。
这种输出的主要目的有两个：电平转换和线与。
6.由于漏级开路，所以后级电路必须接一上拉电阻，上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。
单片机IO口推挽输出与开漏输出的区别
单片机I/O口推挽输出与开漏输出的区别推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;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).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.我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。
对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。
很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。
而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。
这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。
对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。
将上面的三极管换成场效应管即可。
这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。
另一种输出结构是推挽输出。
推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。
比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。
单片机IO口推挽、开漏输出、准双向IO详解
单片机IO口推挽、开漏输出、准双向IO详解加入论坛的方式：在公众号对话框内，输入数字“1”，即可进入论坛，无需注册，就是这么简单。
诚邀您的加入。
在学单片机和选用逻辑器件的时候我们常别人说这款芯片是推挽输出驱动能力强，这个引脚是开漏输出需要加上拉电阻。
是不是有时候感觉一头雾水？今天就详解一下推挽和开漏，以后你买芯片的时候就可以和别人大声理论了。
1. 什么是推挽输出推挽输出既可以输出低电平，也可以输出高电平，可以直接驱动功耗不大的数字器件。
2. 推挽输出电路的结构推挽电路是由两个三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中，电路工作时，两只对称的开关管每次只有一个导通，所以导通损耗小、效率高、既提高电路的负载能力，又提高开关速度。
其示意结构如下图所示：1. 当内部输出1电平时，上边的MOS管导通同时下边的MOS管截至，IO口输出高电平；2. 当内部输出0电平时，上边的MOS管截至同时下边的MOS管导通，IO口输出低电平；3. 什么是开漏输出开漏输出只能输出低电平，如果要输出高电平必须通过上拉电阻才能实现。
就类似于三极管的集电极输出。
4. 开漏输出电路的结构如上图：1. 内部输出1时MOS管截止，输出与地断开，这时候IO口其实是没有驱动能力的，需要外部连接上拉电阻才能输出高电平，才能驱动数字器件；2. 内部输出0时MOS管导通，输出低电平，所以开漏能输出低电平；5. 准双向IO在学51单片机的时候老师告诉我们，51单片机的IO口是准双向的，什么是准双向的？示意如下：其结构类似于开漏输出，只不过是把上拉电阻集成到了单片机内部。
6. IO口如何应用对于推挽输出的IO口可以直接输出高低电平驱动功耗较小的数字器件，但对于开漏输出的话必须要在外部接上拉电阻才行。
比如说LPC11C14单片机的片上I2C资源就是开漏输出的，如果要使用这两个引脚做输出就必须加上拉电阻，如下图所示：进入论坛的方式：在公众号对话框内，输入数字“1”，即可进入论坛，无需注册，就是这么简单。
推挽,开漏,强上拉,弱上拉,强下拉,弱下拉输出
推挽输出和开漏输出
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).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.要实现“线与”需要用OC(open collector)门电路.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。
/////////////////////////////////////////////////////////////////////开漏电路特点及应用在电路设计时我们常常遇到开漏（open drain）和开集（open collector）的概念。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理，开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1所示：组成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（或驱动比芯片电源电压高的负载）。
当IC内部MOSFE T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。
如图1。
2. 可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。
形成“与逻辑” 关系。
如图1，当PIN_A、PIN_B、PI N_C任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为0了。
这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
如果作为输出必须接上拉电阻。
接容性负载时，下降延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。
如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出[转]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).上拉电阻：1、当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平（一般为3.5V），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。
2、OC（集电极开路）门电路必须加上拉电阻，才能使用。
3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。
管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。
上拉电阻阻值的选择原则包括:1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。
3、对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。
对下拉电阻也有类似道理对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素：1.驱动能力与功耗的平衡。
以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。
2．下级电路的驱动需求。
同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3．高低电平的设定。
不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。
单片机的几种IO口配置
准双向口有三个上拉晶体管，一个“极弱上拉”，当端锁存器为逻辑“1”时打 开，当端口悬空时，“极弱上拉”将端口上拉至高电平。
第二个上拉晶体管为“弱上拉”，当端口锁存器为逻辑“1”且端口本身也为“1” 时打开，此上拉提供的电流，使准双向口输出为“1”。如果此时端口被外部装 置拉到逻辑“0”时，通过施密特触发器，控制“弱上拉”关闭，而“极弱上拉” 维持开状态，为了把这个端口拉低，外部装置必须有足够的灌电流能力，使管脚 上的电压，降到门槛电以下。
开漏输出配置与准又向口相似，但内部没有上拉电阻。有很好的电气兼容性，外 部接上拉电阻到 3V 电源，就能和 3V 逻辑器件连接。外部接上拉电阻到 5V 电源， 就要以和 5V 器件连接。
需要说明的是以上四种配置均可以作为输入，也就是都可以检测端的逻辑状态， 但其特性不同，不是每种配置都可以直接接按键。
四.仅为输入配置（高阻配置） 这种配置不能输出电流，也不能有收电流，只能作为输入数据使用。
以上四种配置各有其特点，在使用中应根据其特点灵活运用。 准双向口的最大特点是既可以作为输入，也可以作为输出，不需要通过控制切换。 推挽输出的特点是，无论输也高电平还是低电平都有较大的驱动能力，在输也高 电平时，也能直接点亮 LED，这在准双向口中是不能办到的。这种配置不宜作为 输入，因为这需要外部设备有很强的拉电流的能胃。 仅为输入配置的特点是端口只能作为输入使用，可以获得很高的输入阻抗，在有 模拟比较器或 ADC 的端口中用得较多。
单片机的几种 IO 口配置
在单片机学习、开发和应用中，IO 口的配置对功能的实现起着重要的作用，下 面介绍常见的四种配置，而现在很多单片机都兼有这四种配置，可供选择。
一.准双向口配置
如下图，当 IO 输出为高电平时，其驱动能力很弱，外部负载很容易将其拉至低 电平。当 IO 输出为低电平时，其驱动能力很强，可吸收相当大的电流。
MCU引脚输出模式中推挽输出与开漏输出电路原理区别
MCU 引脚输出模式中推挽输出与开漏输出电路原理
区别
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).
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.
我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1 所示，右边的那个三极管集电极什幺都不接，所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用，使输入为0 时，输出也为0)。
对于图1，当左端的输入为0 时，前面的三极管截止(即集电极C 跟发射极E 之间相当于断开)，所以5V
电源通过1K 电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为1 时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1 简化成图2 的样子。
图2 中的开关受软件控制，1 时断开，0 时
闭合。
很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。
而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。
这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地，那幺输出端的电平就被这个负载。
推挽输出、开漏输出、上拉输入区分与总结
推挽输出、开漏输出、上拉输入区分与总结发布时间: 2012-08-09 10:50:42 来源: EDA中国推挽输出,开漏输出,上拉输入,区分以及上拉输入、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。
开漏(Open-Drain)和推挽(Push-Pull)输出
开漏(Open-Drain)和推挽(Push-Pull)输出推荐到论坛| 收藏漏级开路即高阻状态，适用于输入/输出，其可独立输入/输出低电平和高阻状态，若需要产生高电平，则需使用外部上拉电阻或使用如LCX245等电平转换芯片。
有些朋友，尤其是未学过此方面知识的朋友，在实际工作中将I/O 口设置为漏开，并想输出高电平，但向口线上写1后对方并未认出高电平，但用万用表测量引脚确有电压，这种认为是不对的，对于高阻状态来说，测量电压是无意义的，正确的方法应是外加上拉电阻，上拉电阻的阻值=上拉电压/芯片引脚最大灌（拉）电流。
推挽方式可完全独立产生高低电平，推挽方式为低阻，这样，才能保证口线上不分走电压或分走极小的电压（可忽略），保证输出与电源相同的高电平，推挽适用于输出而不适用于输入，因为若对推挽（低阻）加高电平后，I=U/R，I会很大，将造成口的烧毁。
对与C8051F的很多型号片子，将I/O口设置为推挽方式的做法为：PnMDOUT=0xff，Pn=0x00，这样设置I/O口为推挽，并输出低电平（可降低功耗）将I/O口设置为漏开方式的做法为：PnMDOUT=0x00，Pn=0x11，这样设置I/O口为漏开。
如果学过三极管放大电路一定知道，前置单管放大器和功放末级放大电路的区别。
单片机内部的逻辑经过内部的逻辑运算后需要输出到外面，外面的器件可能需要较大的电流才能推动，因此在单片机的输出端口必须有一个驱动电路。
这种驱动电路有两种形式:其中的一种是采用一只N型三极管（npn或n沟道），以npn三极管为例，就是e接地，b接内部的逻辑运算，c 引出，b受内部驱动可以控制三极管是否导通但如果三极管的c极一直悬空，尽管b极上发生高低变化，c极上也不会有高低变化，因此在这种条件下必须在外部提供一个电阻，电阻的一端接c(引出脚）另一端接电源，这样当三极管的b有高电压是三极管导通，c电压为低，当b为低电压时三极管不通，c极在电阻的拉动下为高电压，这种驱动电路有个特点：低电压是三极管驱动的，高电压是电阻驱动的（上下不对称），三极管导通时的ec内阻很小，因此可以提供很大的电流，可以直接驱动led甚至继电器，但电阻的驱动是有限的，最大高电平输出电流=(vcc-Vh)/r；另一种是互补推挽输出，采用2只晶体管，一只在上一只在下，上面的一只是n型，下面为p型（以三极管为例），两只管子的连接为：npn（上）的c连vcc，pnp（下）的c接地，两只管子的ee,bb相连，其中ee作为输出（引出脚），bb接内部逻辑，这个电路通常用于功率放大点路的末级（音响），当bb接高电压时npn管导通输出高电压，由于三极管的ec电阻很小，因此输出的高电压有很强的驱动能力，当bb接低电压时npn截至，pnp导通，由于三极管的ec电阻很小因此输出的低电压有很强的驱动能力，简单的例子，9013导通时ec电阻不到10欧，以Vh=2.5v，vcc=5v计算，高电平输出电流最大=250MA，短路电流500ma，这个计算同时告诉我们采用推挽输出时一定要小心千万不要出现外部电路短路的可能，否则肯定烧毁芯片，特别是外部驱动三极管时别忘了在三极管的基极加限流电阻。
推挽输出与开漏输出(自己整理,网上最全讲解)
鉴于网友们对于开漏输出和推挽输出都不是很明白，我把网上所有关于开漏和推挽的讲解都做了整合，虽然不是原创，但也希望大家都可以从中获益！！推挽输出与开漏输出的区别单片机学习之推挽输出与漏极开路输出方式push- pull输出就是一般所说的推挽输出，在cmos电路里面应该较cmos输出更合适，因为在cmos里面的push－pull输出能力不可能做得双极那么大。
输出能力看ic内部输出极n管p管的面积。
和开漏输出相比，push－pull的高低电平由ic的电源低定，不能简单的做逻辑操作等。
push－pull是现在cmos电路里面用得最多的输出级设计方式。
一.什么是oc、od集电极开路门(集电极开路oc 或源极开路od)open-drain是漏极开路输出的意思，相当于集电极开路(open-collector)输出，即ttl中的集电极开路（oc）输出。
一般用于线或、线与，也有的用于电流驱动。
open-drain是对mos管而言，open-collector是对双极型管而言，在用法上没啥区别。
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。
或驱动比芯片电源电压高的负载.2. 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。
如果作为图腾输出必须接上拉电阻。
接容性负载时，下降延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。
如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。
所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。
3.可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。
例如加上上拉电阻就可以提供ttl/cmos电平输出等。
4.开漏pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平。
一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的。
5.正常的cmos输出级是上、下两个管子，把上面的管子去掉就是open-drain了。
集电极开路输出、开漏输出、推挽输出
【电子大讲堂】集电极开路输出、开漏输出、推挽输出集电极开路(OC)输出：集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用，使输入为"0"时，输出也为"0")。
对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止(即集电极C跟发射极E之间相当于断开)，所以5V 电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止(相当于开关断开)。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。
很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。
而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。
这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降)，所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。
如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大(同上，不考虑实际中的漏电流)，所以流过的电流为0，因此在1K电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5V了，这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的(即1KΩ)，如果接一个电阻为R的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏，即5/(1+1000/R)伏。
所以，如果要达到一定的电压的话，R就不能太小。
如果R真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1K的上拉电阻来增加驱动能力。
但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出
推挽、开漏、强上拉、弱上拉、强下拉、弱下拉输出推挽输出: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).上拉电阻：1、当TTL电路驱动CMOS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于CMOS 电路的最低高电平（一般为3.5V），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。
2、OC（集电极开路）门电路必须加上拉电阻，才能使用。
3、为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在CMOS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。
管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。
上拉电阻阻值的选择原则包括:1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。
3、对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。
对下拉电阻也有类似道理对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素：1. 驱动能力与功耗的平衡。
以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大，设计是应注意两者之间的均衡。
2．下级电路的驱动需求。
同样以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3．高低电平的设定。
不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。
推挽输出和开漏输出详解
open-drain与push-pull】GPIO的功能，简单说就是可以根据自己的需要去配置为输入或输出。
但是在配置GPIO管脚的时候，常会见到两种模式：开漏（open-drain，漏极开路）和推挽（push-pull）。
对此两种模式，有何区别和联系，下面整理了一些资料，来详细解释一下：图表?1 Push-Pull对比Open-Drain常见的GPIO的模式可以配置为open-drain或push-pull，具体实现上，常为通过配置对应的寄存器的某些位来配置为open-drain 或是push-pull。
当我们通过CPU去设置那些GPIO的配置寄存器的某位（bit）的时候，其GPIO硬件IC内部的实现是，会去打开或关闭对应的top transistor。
相应地，如果设置为了open-d模式的话，是需要上拉电阻才能实现，也能够输出高电平的。
因此，如果硬件内部（internal）本身包含了对应的上拉电阻的话，此时会去关闭或打开对应的上拉电阻。
如果GPIO硬件IC内部没有对应的上拉电阻的话，那么你的硬件电路中，必须自己提供对应的外部（external）的上拉电阻。
而push-pull输出的优势是速度快，因为线路（line）是以两种方式驱动的。
而带了上拉电阻的线路，即使以最快的速度去提升电压，最快也要一个常量的R×C的时间。
其中R是电阻，C是寄生电容（parasitic capacitance），包括了pin脚的电容和板子的电容。
但是，push-pull相对的缺点是往往需要消耗更多的电流，即功耗相对大。
而open-drain所消耗的电流相对较小，由电阻R所限制，而R不能太小，因为当输出为低电平的时候，需要sink更低的transistor，这意味着更高的功耗。
（此段原文：because the lower transistor has to sink that current when the output is low; that means higher power consumption.）而open-drain的好处之一是，允许你cshort（）多个open-drain的电路，公用一个上拉电阻，此种做法称为wired-OR连接，此时可以通过拉低任何一个IO的pin脚使得输出为低电平。
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单片机I/O口推挽输出与开漏输出的区别（转）
推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件;
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).
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.
我们先来说说集电极开路输出的结构。
集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。
对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。
我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。
很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。
而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。
这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。
对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。
将上面的三极管换成场效应管即可。
这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析是一样的。
另一种输出结构是推挽输出。
推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。
比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。
如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出
口烧坏。
而上面说的OC或OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。
如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开（或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态，AVR单片机的一些IO口就是这种结构。
开漏电路特点及应用
在电路设计时我们常常遇到开漏（open drai n）和开集（open collector）的概念。
所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。
同理，开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。
开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。
一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。
完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。
如图1
所示：
图1
组成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（或驱动比芯片电源电压高的负载）。
当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经R pull-u p ，MOSFET到GND。
IC内部仅需很下的栅极驱动电流。
如图1。
2. 可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。
形成“与逻辑” 关系。
如图1，当PIN_A、PIN_B、PIN_C 任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为0了。
这也是I2 C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
如果作为输出必须接上拉电阻。
接容性负载时，下降延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。
如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。
所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。
3. 可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。
如图2, IC的逻辑电平由电源Vcc1决定，而输出高电平则由Vcc2（上拉电阻的电源电压）决定。
这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了（这样你就可以进行任意电平的转换）。
（例如加上上拉电阻就可以提供TTL/CMOS电平输出等。
）
图2
4. 开漏Pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平(因此对于经典的51单片机的P0口而言，要想做输入输出功能必须加外部上拉电阻，否则无法输出高电平逻辑)。
一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的。
5. 标准的开漏脚一般只有输出的能力。
添加其它的判断电路，才能具备双向输入、输出的能力。
6.正常的CMOS输出级是上、下两个管子，把上面的管子去掉就是OPEN-DRAIN了。
这种输出的主要目的有两个：电平转换、线与。
7.线与功能主要用于有多个电路对同一信号进行拉低操作的场合，如果本电路不想拉低，就输出高电平，因为OPEN-DRAIN上面的管子被拿掉，高电平是靠外接的上拉电阻实现的。
（而正常的CMOS输出级，如果出现一个输出为高另外一个为低时，等于电源短路。
）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。
应用中需注意：
1. 开漏和开集的原理类似，在许多应用中我们利用开集电路代替开漏电路。
例如，某输入Pin要求由开漏电路驱动。
则我们常见的驱动方式是利用一个三极管组成开集电路来驱动它，即方便又节省成本。
如图3。
2. 上拉电阻R pull-up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。
反之亦然。
Push-Pull输出就是一般所说的推挽输出，在CMOS 电路里面应该较CMOS输出更合适，因为在CMOS里面的p ush－pull输出能力不可能做得双极那么大。
输出能力看IC内部输出极N管P管的面积。
和开漏输出相比，push －pull的高低电平由IC的电源低定，不能简单的做逻辑操作等。
push－pull是现在CMOS电路里面用得最多的输出级设计方式。
当然open drain也不是没有代价，这就是输出的驱动能力很差。
输出的驱动能力很差的说法不准确，驱动能力取决于IC中的末级晶体管功率。
OD只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的，当电阻选择小时延时就小、但功耗大，反之延时大功耗小。
OPEN DRAIN提供了灵活的输出方式，但也是有代价的，如果对延时有要求，建议用下降沿输出。
电阻小延时小的前提条件是电阻选择的原则应在末级晶体管功耗允许范围内，有经验的设计者在使用逻辑芯片时，不会选择1欧姆的电阻作为上拉电阻。
在脉冲的上升沿电源通过上拉无源电阻对负载充电，显然电阻越小上升时间越短，在脉冲的下降沿，除了负载通过有源晶体管放电外，电源也通过上拉电阻和导通的晶体管对地形成通路，带来的问题是芯片的功耗和耗电问题。
电阻影响上升沿，不影响下降沿。
如果使用中不关心上升沿，上拉电阻就可选择尽可能的大点，以减少对地通路的电流。
如果对上升沿时间要求较高，电阻大小的选择应以芯片功耗为参考。