單片機(jī)IO口內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，主要是三種：準(zhǔn)雙向IO、開(kāi)漏輸出、強(qiáng)推挽輸出

而51單片機(jī)上通常使用的是準(zhǔn)雙向IO和開(kāi)漏輸出兩種。

什么是準(zhǔn)雙向IO和開(kāi)漏輸出？

準(zhǔn)雙向IO是一種可以既作為輸入又作為輸出的IO口，它的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)包括一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)上拉電阻。

當(dāng)IO口作為輸出時(shí)，可以通過(guò)控制場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)關(guān)來(lái)輸出高電平或低電平。例如：我們從內(nèi)部輸出1，經(jīng)過(guò)一個(gè)反向器之后編程0，那么對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管不導(dǎo)通，這個(gè)時(shí)候由于內(nèi)部有上拉電阻，那么對(duì)應(yīng)的單片機(jī)IO口上就會(huì)輸出一個(gè)高電平；而如果在內(nèi)部輸出輸出一個(gè)0，經(jīng)過(guò)反向器之后編程1，那么導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，VCC就會(huì)通過(guò)上拉電機(jī)流通到場(chǎng)效應(yīng)管的S極，那么對(duì)應(yīng)的單片機(jī)的IO輸出就拉到低電平。

當(dāng)IO口作為輸入時(shí)，需要先向IO口寫1，然后再讀取外部信號(hào)。這樣可以保證正確地讀取高電平或低電平。

開(kāi)漏輸出是一種只能輸出低電平的IO口，它的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)只有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管。

當(dāng)IO口輸出0時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出低電平。當(dāng)IO口輸出1時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管截止，輸出高阻態(tài)。這時(shí)候IO口沒(méi)有驅(qū)動(dòng)能力，需要外部接上拉電阻才能輸出高電平。

開(kāi)漏輸出的優(yōu)點(diǎn)是可以提高輸出電壓的靈活性，可以通過(guò)改變上拉電阻的電源來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的電平轉(zhuǎn)換。例如，如果上拉電阻接5V電源，那么輸出的高電平就是5V；如果上拉電阻接3.3V電源，那么輸出的高電平就是3.3V。

上拉電阻就是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻拉到高電平，同時(shí)此電阻起到一個(gè)限流的作用，下拉就是下拉到低電平。

上拉電阻的好處：

1、OC門要輸出高電平，外部必須加上拉電阻

2、加大普通I0口的驅(qū)動(dòng)能力。

3、起到限流的作用。

4、抵抗電磁干擾。

上拉電阻選擇的原則：

1、從降低功耗方面考慮應(yīng)該足夠大，因?yàn)殡娮柙酱?電流越小。

2、從確保足夠的引腳驅(qū)動(dòng)熊力考慮應(yīng)該足夠小越小，電流才能越大

電阻。

3、開(kāi)漏輸出時(shí)，過(guò)大的上拉電阻會(huì)導(dǎo)致信號(hào)上升沿變緩。

一般選擇上拉電阻的阻值是4.7K-10K范圍。