前言

STM32F4的IO共有8种模式，分别为

输入浮空

输入上拉

输入下拉

模拟功能

具有上拉或下拉功能的开漏输出

具有上拉或下拉功能的推挽输出

具有上拉或下拉功能的复用功能推挽

具有上拉或下拉功能的复用功能开漏

其中，比较难理解的就是推挽输出和开漏输出的区别。本文重点介绍两者区别。本文主要参考资料为：

ST官方.STM32F4XX中文参考手册

刘火良.STM32库开发实战指南——基于STM32F4.机械工业出版社

原理详解

在这里插入图片描述

推挽输出和开漏输出的等效电路图如上图所示。推挽输出电路由两个MOS管组成(上方的P-MOS和下方N-MOS)，而开漏输出则由上拉电阻和一个N-MOS管组成。

推挽输出的工作原理是：当需要输出高电平时，上方P-MOS管导通，下方N-MOS管关闭。而若要输出低电平时，下方的N-MOS管导通，上方的P-MOS管关闭。当引脚高低电平切换时，两个MOS管轮流导通，一个负责灌电流，另一个负责拉电流，使得负载能力和开关速度都有很大的提高。

开漏输出的工作原理是：若要输出低电平，则N-MOS管导通，输出接地，输出低电平。若要输出高电平时，N-MOS管关闭，则既不输出高电平又不输出低电平，为高阻态。所以，需要外接上拉电阻，让上拉电阻提供高电平的驱动能力。因为内部管脚为高阻状态，所以，其具有“线与”特性，即将多个开漏极直接直接相连，只有所有的开漏极都是高阻状态，输出才为高电平，否则，为低电平。

应用场景

推挽输出一般用于电平匹配且需要高速开关切换状态的场景。在STM32中，除非必须使用开漏模式，一般习惯使用推挽输出。

开漏输出一般应用在IIC，SMBUS等需要“线与”功能的总线电路中。除此之外，还可以应用在电平不匹配的场合，如在STM32要输出5V高电平，可以把GPIO设置为开漏模式，当输出为高阻态时，有上拉电阻和电源向外输出5V的电平。

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