转载/u012604283/article/details/84647237
因为自己之前一直不理解推挽输出、漏极开路输出、集电极开路输出这三个概念到底是什么意思。今天终于静下心来好好学习了一遍，于是便写下本文详细解释一下这三个概念，希望能对你有所帮助，文中大部分内容均为引用。
要理解推挽输出，首先要理解好三极管（晶体管）的原理。下面这种三极管有三个端口，分别是基极（Base）、集电极（Collector）和发射极（Emitter）。下图是NPN型晶体管。
这种三极管是电流控制型元器件，注意关键词电流控制。意思就是说，只要基极B有输入（或输出）电流就可以对这个晶体管进行控制了。
下面请允许我换一下概念，把基极B视为控制端，集电极C视为输入端，发射极E视为输出端。这里输入输出是指电流流动的方向。
当控制端有电流输入的时候，就会有电流从输入端进入并从输出端流出。
而PNP管正好相反，当有电流从控制端流出时，就会有电流从输入端流到输出端。
1. push-pull
那么推挽电路：
上面的三极管是N型三极管，下面的三极管是P型三极管，请留意控制端、输入端和输出端。
当Vin电压为V+时，上面的N型三极管控制端有电流输入，Q3导通，于是电流从上往下通过，提供电流给负载。
经过上面的N型三极管提供电流给负载（Rload），这就叫「推」。
当Vin电压为V-时，下面的三极管有电流流出，Q4导通，有电流从上往下流过。
经过下面的P型三极管提供电流给负载（Rload），这就叫「挽」。
以上，这就是推挽（push-pull）电路。
2. open drain/ open collector
那么什么是开集电极输出呢？有了前面的基础，这里就可以简单的介绍一下。
如图，开集的意思，就是集电极C一端什么都不接，直接作为输出端口。
如果要用这种电路带一个负载，比如一个LED，必须接一个上拉电阻，就像这样。
当Vin没有电流，Q5断开时，LED亮。 当Vin流入电流，Q5导通时，LED灭。
开漏电路，就是把上图中的三极管换成 场效应管（MOSFET）。
N型场效应管各个端口的名称：
场效应管 是电压控制型元器件，只要对栅极施加电压，DS就会导通。结型场效应管有一个特性就是它的输入阻抗非常大，这意味着：没有电流从控制电路流出，也没有电流进入控制电路。没有电流流入或流出，就不会烧坏控制电路。而双极型晶体管不同，是电流控制性元器件，如果使用开集电路，可能会烧坏控制电路。这大概就是我们总是听到开漏电路（open drain）而很少听到开集电路的原因吧？因为开集电路被淘汰了。
在学习了这些概念后，我们再从应用的角度说一下吧，理解了这些应用背后原因，就肯定真正理解了这两者。
1.推挽输出能够输出高或者低，而开漏输出只能输出低，或者关闭输出，因此开漏输出总是要配一个上拉电阻使用。
2. 开漏输出的上拉电阻不能太小，太小的话，当开漏输出的下管导通时，电源到地的电压在电阻上会造成很大的功耗，因此这个电阻阻值通常在10k以上，这样开漏输出在从输出低电平切换到高电平时，速度是很慢的。
3. 推挽输出任意时刻的输出要么是高，要么是低，所以不能将多个输出短接，而开漏输出可以将多个输出短接，共用一个上拉，此时这些开漏输出的驱动其实是与非的关系。
4. 推挽输出输出高时，其电压等于推挽电路的电源，通常为一个定值，而开漏输出的高取决于上拉电阻接的电压，不取决于前级电压，所以经常用来做电平转换，用低电压逻辑驱动高电压逻辑，比如3.3v带5v。
转载：/mxgsgtc/article/details/52565670
GPIO口的定义：
GPIO口，通用输入输出，这个大家都知道，但是输入，输出的电路是什么样的，其实并不用太关心，只需配置寄存器即可，但是还是要摸一摸,为了方便理解，引入了单片机的IO口原理图来说明(道理是一样的)
认识电路:
一.普通IO口
如上图所示(红色框是板子内部)
1.基级(②位置)为低电平时，PNP导通,此时单片机IO口输出的是低电平，当基级(②位置)为高电平时，PNP导通,此时单片机IO口输出的是高电平
2.这里注意,④位置上是一个上拉电阻,这里设置上拉电阻的考虑因素是这样的，假设我要在这个单片机IO口输出一个电流来驱动小灯发亮,①的位置电阻一般有20k左右,发出的电流250uA,基本上忽略不计,加上一个上拉电阻后, 总电流 = ①位置电流 + ④位置电流(①与④构成并联电路)
3.为什么不设置让,①的位置电阻R小一点,这样电流大一点,就不需要上拉电阻了呢？ 因为单片机是控制单元,设计时最好把强电流设计到外围电路里,如果设计到单片机内部,会烧坏板子
这里体现出上拉电阻的其中一个作用--->加大电流,加强了驱动的能力
二.强推挽输出:
(意思就是说能输入输出大电流,前面已经说了单片机内部最好不要设计大的电流,所以这个功能的IO要少用)
1.内部总线输入高电平, 上面的NPN导通,则IO口输出大电流(因为上面的三极管VCC电源下面没有接上拉电阻,I = VCC/电阻+NPN内部电阻),所以IO出口的地方一般接一个电阻限流内部总线输如低电平, 下面的NPN导通,则此时如果IO口外面接一个VCC(不带上拉电阻),就会有大电流灌输进来
这里体现了上拉电阻的另一个作用--->限流
三.开漏级OC门：
什么叫IO口的开漏状态,如上图所示 如果内线是高电平,则NPN的基级是低电平,此时NPN不导通,那么IO口此时相当于是悬浮在空气中的,所以无法确定它的状态(不知道是低电平还是高电平),那么这个状态就是开漏状态,所以此时要向外围电路输出一个高电平是不可能的，如果想输出一个高电平,则必须在NPN的集电极上面来一个上拉电阻
这时又体现出上拉的一个作用: 就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位(保持)在一个高电平上,下拉同理
这里对于OC门还有一个应用, 可以控制高电位的电路,如果外围电路需要大的电压,则可以用OC门加上拉电阻来完成这个功能，如下图所示, 当内部总线为高电平,则NPN截止,最右边加一个12v的上拉电阻,使得电位钳在12v供外围电路使用
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