原创 灵活使用单片机GPIO各种输入输出模式

单片机的GPIO一般会有：

输入 输出 模式，输入模式有输入上拉，下拉或高阻

输出模式有推挽，开漏。

51单片机还有准双向模式。 

输入模式 上拉，下拉都比较好理解。比如按键输入时，将口线设置为输入上拉，这样就按键可以不上拉。输入上拉模式一般上拉电流很小，通常情况为数百微安，如果上拉电流不合适，外围电路就得单独考虑上拉问题。

输出模式常用推挽输出，当输出高电平时，可以源出电流，输出低电平时，可以源入电流。

比如点亮一个LED灯，使用低电平点亮，使用推挽输出，如果LED灯被上拉到5V，3.3V系统上，为高时，LED有可能仍然会亮。只是比为低时亮度小一点。这种情况下，如果将输出改为OD，LED就可以正常亮灭。

另一个例子，GPIO模拟I²C总线。SCL线可以设置为推挽输出，没问题。但SDA是双向的，读取数据时或读ACK时，需要改变端口方向。比如SDA输出为PP高，从器件异步ACK拉低，端口会输出大电流。如果SDA线改成 OD输出，则无此问题。当需要输入时，不需要改变端口方向，只需要将端口输出置高即可。总线上不会有异常电流。

51单片机的准双向模式就更神奇了，可以与OD输出类比，但不需要外接上拉电阻（加了也无妨）。

输出为高时，在开始的2个CPU时钟为强上拉，保证动态特性，随后变成弱上拉。此时如果外部输入为高，则保持弱上拉，可以读入稳定的高。如果外部输入为低，端口变成极弱上拉，能读入低。当输出为低的时候，强下拉到低。需要注意的是，外部输入的电流不要过大，不然端口电流过大，可能会latch up。