【Day7】:GPIO输入输出(下)

昨天讲完了基本的输入输出模式，而事实上输出有分成两种，开漏输出与推挽输出，我们来实际看一下这两种模式的区别吧。

认识电晶体

电晶体很像水关中的阀门，平时处於关闭状态，施加微小的力，就可以启动阀门，使大量的水流通过。

例如：控制马达时，我们不可以用GPIO脚直接供给马达，因为单晶片是无法通过那麽大的电流，因此我们可以用电晶体的方式，只要提供微小的电流来控制阀门，就可以让这个水阀通过大电流，使马达转动。

电晶体有三只接脚，分别为B(基极)、C(集极)、E(射极)，另外电晶体又分成NPN与PNP。对於N型半导体来说，当B极输入高电位时，C、E两极导通，而P型则相反。

对於数位电路来说，电晶体我们当作开关来使用，也就是导通与不导通，暂且不讨论使用小电流驱动大电流的这种方式。

推挽输出&开漏输出

实际上的推挽输出与开漏输出是使用MOS场效电晶体来设计，下图是其等效电路。

当输出高电位时，上方电晶体导通，下方不导通，此脚位对外输出高电位；当输入低电位时，上方不导通，下方导通，脚位对外输出低店位。两个电晶体轮流导通，一个负责灌电流一个复杂拉电流。在STM32推挽输出模式下低电位为0V，高电位为3.3V。
而在开漏输出模式时，上方的电晶体完全不工作。如果输出为0，则下方电晶体导通，脚位被下拉到0V；若控制输出为高电位时，两个电晶体都关闭，因此脚位不是高电位也不是低电位，为浮动的。因此这种模式下并没有办法输出高电位，需要自己将脚位上拉。
一般在使用时我们都是使用推挽输出，那开漏输出既然没有办法真正的输出高电位，有什麽好处呢？
由於开漏输出的高电位是使用外部上拉的方式，因此你可以上拉至任何你想要的电压，以符合需求，例如某些晶片需要输入5V，但STM预设的输出都是3.3V，此时你就可以使用开漏输出，将脚位上拉至5V。

设定

实际使用时，可以先将脚位设成GPIO输出，接着在左侧System core底下的GPIO选择刚刚配置的脚位，底下可以做设定，GPIO mode设为Output Open Drain开漏模式。使用时记得要外部上拉，否则这个脚位是没办法输出高电位的喔!可以做个小实验，设成开漏模式时，用电表去测量脚位输出的变化，当程序输出高电位时，去测量脚位，应当量到0.xxV，而不是3.3V，此时脚位是浮动的。

小结

迄今为止，我们已经可以对脚位做最一般的输出输入。而事实上，利用这些功能搭配上L298N我们就可以控制步进马达了呢!有兴趣的可以试试看，不过我们还是等到之後学到了PWM的输出再来用A4988控制会比较容易一些。