标签: od门

除了传统 51 单片机之外，一般的 MCU 都有较强的 IO 功能，可以设置为几种常见的配置方式：推挽输出、 OD 输出、浮空输入、上下拉输入等。有时候，我们需要把 IO 设置为 OD 输出方式，写“０”时由下拉管主动把电压拉低，写“１”时由外部上拉至特定的电压水平。 OD 门可用于实现信号的相与，或者直接驱动较高电压等级的电路。 然而，为了实现对 IO 口的保护， MCU 厂家一般都会为每一个 IO 口对地 VSS 和电源 VDD 都并接反向二极管，可作为 ESD 保护。这样一来，所谓的 OD 门输出模式，其实是“假”的 OD 门。 以 STM32 为例（图 1 ），当 IO 设置为 OD 门时，只有下拉管 N-MOS 工作。向输出寄存器写 0 ， N-MOS 管导通，输出低电平；向输出寄存器写 1 ， N-MOS 管截止，输出为高阻。在图中我们可以看到，管脚的末端被两个反向二极管并接到 VSS 和 VDD 或者 VDD_FT （ 5V 容忍Ｖ DD ）。就是说，外部对 IO 引脚的上拉电压无法超过 VDD 或者 5V （忽略二极管压降），它们并不是严格意义上的 OD 门。   图 1 图 2 看图 2 ，意图是用 STM32 （供电 3.3V ）的 IO 口 PB9 驱动一个三极管，用 12V 驱动一个负载， PB9 设置为 OD 输出方式，根据 OD 门的特性，好像这个电路是可以工作。由以上的分析得知，这个电路是有问题的，当往 PB9 输出寄存器写 1 时， IO 口的电压被上拉至 5V （或 5+0.7V ），三极管还是导通，无法完成关断操作。   图 3 相比于图 2 ，图 3 这个电路却可以正常工作。首先，驱动负载的电压变成了 5V ，查阅 STM32 的数据表得知， PB9 这个引脚具有 5V 容忍能力，看图 4 ， I/O Level 一栏有“ FT ”标记的 IO 口，都具有 5V 容忍能力。当这样的 IO 口设置为 OD 门时，是可以驱动 5V 水平的电路的。     图 4 要注意的是， STM32 只是有一部分的 IO 口具备 5V 容忍能力，图 4 中 PB5 就不具备 5 Ｖ容忍，在设计电路的时候就要多加注意。