今天給大家分享的是浮動輸入和開漏輸出。

一、浮動輸入

首先，考慮雙向（單刀雙擲）開關(guān)情況

當開關(guān)打開時，為控制輸入將連接到 +3.3V，即高電平。當開關(guān)關(guān)閉時，微控制器輸入將連接到 0V（即低電平）。但是，如果只有一個按鈕怎么辦？

開關(guān)打開

當按下按鈕時，微控制器輸入將連接到 0V（即低電平）。

按下按鈕

然而，當未按下按鈕時，微控制器輸入并沒有真正連接到組件：

未按下按鈕

就好像沒有連接一樣：

等效

在這種情況下，輸入電平是多少？高還是低？因為它沒有真正連接到任何東西，所以輸入可以是任何東西，具體取決于環(huán)境中的靜電或電磁輻射。

它可能只是簡單地接收無線電波（如天線）并在弱定義的高狀態(tài)和低狀態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)。這種狀態(tài)，其中微控制器輸入沒有明確定義并且可以是任何東西（隨機），稱為浮動。

二、上拉和下拉電阻

為了解決這個問題，需要在輸入端添加一個上拉電阻或下拉電阻（上拉電阻如下圖所示）：

上拉電阻

當按鈕未被按下時，上拉電阻會將微控制器輸入拉至+3.3V，提供明確定義的高電平。當按下按鈕時，微控制器輸入將直接連接（短路）至地 (0V)，提供明確定義的低電平。在這種情況下，一些電流將流過上拉電阻，但由于電阻值相對較高，因此電流量很小。

這里可以發(fā)現(xiàn)電阻符號看起來像一個小彈簧，這是它在這種情況下的功能。比如自動關(guān)閉的門，除非你主動打開門，不然的話，會有機制門會自動關(guān)閉。如果沒有自動關(guān)閉機制（假設(shè)門沒有閂鎖機制），門會被進出的人移動，不會默認特定的位置。

上拉（或下拉）電阻類似于這些門上的自動關(guān)閉機制，因為它在未主動驅(qū)動時將輸入保持在特定電平。

情況可以反過來，因為按鈕可以連接到+3.3V（高），并且可以使用下拉電阻來保持輸入低。不過，上拉電阻配置比較常見

下拉電阻

三、開漏輸出

一些微控制器輸出可以設(shè)置為漏極開路（或僅可用作漏極開路）。開漏輸出是只能驅(qū)動為低電平而不能驅(qū)動為高電平的輸出；輸出為低電平或浮動。

本質(zhì)上，輸出只是連接到晶體管的漏極引腳（因此稱為開漏）。

開漏

當控制線被驅(qū)動為高電平時，晶體管將輸出短路至地 (0V)，將其拉低。當控制線被驅(qū)動為低電平時，晶體管處于高阻抗（高電阻）并且輸出處于浮動狀態(tài)。

一些通信方案，例如 I2C 和 CAN，使用它來允許多個設(shè)備通過相同的通信線路進行通信，而不會出現(xiàn)短路（沖突，即一個設(shè)備試圖將線路驅(qū)動為高電平，而另一個設(shè)備試圖將線路驅(qū)動為高電平）。它很低）。

在這些情況下，上拉電阻用于在未主動將線路驅(qū)動為低電平時將線路保持為高電平。

來源：
https://www.labcenter.com/blog/sim-inputs-outputs/