单片机 IO 口的三种状态，分别是开漏、推挽、高阻态，我们通过下图来分析下另外这三种状态。

在上方的示意图中，T1代表一个PNP三极管，T2代表一个NPN三极管。最左边展示的是一种称为准双向输出的IO口结构。与准双向输出不同的是，开漏输出去掉了内部的上拉电阻。当开漏输出需要输出高电平时，T2关闭，IO口的电平需要通过外部的上拉电阻来拉高成为高电平。如果没有外部上拉电阻，IO口的电平将处于不确定状态。标准的51单片机的P0口通常默认为开漏输出，如果需要使用，外部需要添加上拉电阻。而强推挽输出具有较强的驱动能力。如上图第三张小图所示，当内部输出高电平时，通过MOS管直接输出电流，没有电阻进行限流，因此具备较大的电流输出能力。当内部输出低电平时，反向电流也可以很大，强推挽输出的一个特点就是驱动能力强。

单片机的IO口还有一种状态称为高阻态。通常我们在将IO口用作输入引脚时，可以将其设置为高阻态。高阻态引脚本身如果不连接外部输入信号时，使用万用表进行测量时可能是高电平也可能是低电平，它的状态完全取决于外部输入信号的电平。高阻态引脚对地的等效电阻很大（理论上接近于无穷大，但实际总是有一个有限值），因此被称为高阻态。

组成开漏形式的电路有以下几个特点：

• 利用 外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。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内部仅需很小的栅极驱动电流；
• 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。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；
• 可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。IC的逻辑电平由电源Vcc1决定，而输出高电平则由Vcc2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；
• 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）；
• 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。

应用中需注意：

• 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；

• 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。

  推挽输出视频讲解

  (常规电路，不需要翻译，应该也很好懂得吧，可自行网上查阅)

高阻态的实质：

电路分析时高阻态可做开路理解。你可以把它看作输出（输入）电阻非常大。他的极限可以认为悬空。也就是说理论上高阻态不是悬空，它是对地或对电源电阻极大的状态。而实际应用上与引脚的悬空几乎是一样的。

高阻态的意义：

当门电路的输出上拉管导通而下拉管截止时,输出为高电平;反之就是低电平;如上拉管和下拉管都截止时,输出端就相当于浮空（没有电流流动）,其电平随外部电平高低而定,即该门电路放弃对输出端电路的控制 。

典型应用：

• 在总线连接的结构上。总线上挂有多个设备，设备与总线以高阻的形式连接。这样在设备不占用总线时自动释放总线，以方便其他设备获得总线的使用权；

• 大部分单片机I/O使用时都可以设置为高阻输入，如凌阳，AVR等等。高阻输入可以认为输入电阻是无穷大的，认为I/O对前级影响极小，而且不产生电流（不衰减），而且在一定程度上也增加了芯片的抗电压冲击能力。

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