上/下拉电阻对GPIO的影响

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#stm32 #上拉电阻

本文介绍了上/下拉电阻在GPIO中的作用，解释了如何通过上拉电阻保持引脚高电平稳定，下拉电阻保持低电平稳定，特别是在STM32微控制器中的应用。内容涉及GPIO的工作模式，如开漏和推挽模式，以及它们对上拉电阻的需求。

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本人菜鸟一枚，有错误的话欢迎指正。

1.什么是上/下拉电阻

上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平，电阻同时起限流作用，下拉同理. 上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流，弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。这是网上搜索到的官方说法，那么什么叫不确定信号呢？比如说引脚悬空，如果芯片工作在恶劣的环境下（如有电磁干扰）或者刚上电期间电源供电不稳定，引脚的电平值就会产生波动，这就是不确定信号。

2.上/下拉

最低0.47元/天 解锁文章
嵌入式工程师必学（12）：芯片中上拉下拉电阻有何作用？
码农17年的博客
11-24 8841
1、上拉就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平，下拉就是下拉到低电平，保证IO口的正常使用和状态。经一个电阻接到VCC，上拉一个电阻，相应的引脚就是高电平；经一个电阻到GND，下拉一个电阻，相应的引脚就是一个低电平。 2、当输入电压变化较大时，电阻可以起到分压作用或限流作用，起到保护芯片的作用。同时这个电阻不能取的太大，一般就是几十欧姆，一定程度上保证压降可控。 3、还可起到增大普通IO口的驱动能力的作用，外部增加上拉电阻（较小），会形成和内部上拉电阻（较大）的并联结构，增大高电平...
51单片机P0端口的驱动能力、上拉电阻、限流电阻、下拉电阻
呆瓜的博客
10-23 1万+
认识上拉电阻R1 和限流电阻R2、下拉电阻R3 抛出一个小问题： 上图的LED1、LED2 能点亮吗？？？ 一、不接上拉电阻时 实验测试： 当51单片机只给供电的情况下，实测P0 的电压为1.91V ，电流大小0.23MA。 证明：如果单片机P0口不接上拉电阻的话为高阻态。 注：高阻态是一个数字电路里常见的术语,指的是电路的一种输出状态,既不是高电平也不是低电平,如果高阻态再输入下一级电路的话,对下级电路无任何影响,和没接一样,如果用万用表测...
GPIO上拉下拉使用详解
05-29
详细介绍了电路中的上拉下拉的概念，帮助电子爱好者入门模拟电子电路
GPIO 输出模式与上下拉电阻理解
核电子探索者
10-14 693
摘要：GPIO输出模式主要分为推挽输出和开漏输出。推挽输出通过互补晶体管直接驱动高低电平，适用于独立强驱动场景；开漏输出仅主动拉低电平，需外接上拉电阻，支持多设备共线。上下拉电阻用于稳定引脚电平，防止悬浮干扰。选择时需考虑功能需求（输出/输入）、共线需求及电平稳定性。典型应用如LED驱动用推挽输出，I2C总线用开漏输出加外部上拉。注意避免推挽输出短路风险，高频信号优先推挽，低功耗场景可用内部上下拉。
【通讯协议】上拉电阻和下拉电阻的作用及在通信电路中的应用全解析
学习日记
11-16 5246
那么上下拉电阻阻值该取多大？首先阻值不能太小，因为太小，开关闭合时会产生较大的电流，会引起一来功耗大，二来也不安全。试想一下电阻为0是什么后果。另外阻值也不能太大，阻值太大，上拉/下拉的作用就变弱，越大越接近于开路，电流太小，引脚识别不了，开关断开时IO就越接近于浮空状态，就越容易受干扰。试想一下阻值无穷大是什么效果。所以这个电阻既不太大，也不太小，一般是几K到几十K大小，兼顾了功耗和上下拉作用。这里就引入了强弱的概念，弱就是阻值大，强就是阻值小。
STM32的GPIO的输入，输出与开漏，推挽，上拉，下拉的关系
牛牛的博客
05-21 3642
STM32的GPIO的输入，输出与开漏，推挽，上拉，下拉的关系
数字电路中关于IO口驱动能力的几个问题
热门推荐
学海无涯
08-28 2万+
在电子设计中一些基本的问题需要我们掌握。今天看了上拉电阻和下拉电阻等讲到了关于驱动能力，不太懂，于是谷歌了下，看到如下文章。 其中是关于驱动能力的几个问题。直接进入主题吧。   1、问：为什么说驱动能力不够是因为提供电流太小而不是电压？如何分析驱动能力不够？   答：首先我们看到的驱动能力不够大部分是在你选择的负载（电阻、喇叭等）电压符合供电电压的。那么电压符合了只要看电流大小是否足够。
浮空输入 GPIO_PU, //10K上拉使能 GPIO_PD, //10K下拉使能 GPIO_PU200K, //200K上拉使能 GPIO_PD200K, //200K下拉使能 GPIO_PU300, //300欧上拉使能 GPIO_PD300, //300欧下拉使能
09-12
GPIO浮空输入（GPIO_Mode_IN_FLOATING）模式下，引脚不接上拉电阻或下拉电阻，处于“悬空”状态。引脚电平状态完全由外部信号决定，在没有外部信号接入时，引脚电平不确定，易受周围电磁干扰影响而波动。在一些外部...
如何配置STM32的输入引脚上拉/下拉电阻，以及GPIOx_ODR在其中扮演什么角色？
最新发布
11-19
在STM32微控制器中，配置GPIO输入引脚的上拉或下拉电阻是确保引脚在无外部信号时具有确定电平（高电平或低电平）的关键步骤，这能避免浮空状态导致的不稳定性。以下基于引用内容，逐步解释配置方法及GPIOx_ODR寄存器...
【嵌入式原理系列-第一篇】GPIO开漏/推挽/上拉/下拉怎么选？
qq_43399763的博客
08-03 1246
本文从工程实践角度系统介绍了GPIO的配置要点。首先阐述了GPIO的基本概念和作用，重点分析了推挽与开漏两种输出结构的原理、特点及使用场景对比。针对低功耗场景，详细说明了未使用引脚、电平保持和外部输入检测的配置建议。最后提出了连接未知设备时的安全原则：输出端使用开漏结构，输入端必须配置上拉/下拉电阻。文章强调工程实践中的注意事项，如推挽输出可能导致的短路问题，以及不同场景下的功耗优化配置方法，为嵌入式开发者提供了实用的GPIO配置指南。
设置引脚pa5和pa15为推挽输出模式，无上/下拉电阻，输出低速
09-24
在STM32中，要将引脚PA5和PA15设置为推挽输出模式、无上拉/下拉电阻且输出低速，可以通过配置GPIO的相关寄存器来实现。以下是使用标准库的代码示例： ```c #include "stm32f10x.h" void GPIO_Configuration(void) ...
gpio上拉下拉区别
Naunyang的博客
08-13 1万+
gpio上拉下拉区别 　　GPIO是一颗芯片（MCU）必须具备的最基本外设功能。 GPIO通常有三种状态：高电平、低电平和高阻态。高阻态换句话说就是断开状态或浮空态。因此上拉和下拉其中一个强大的理由就是为了防止输入端悬空，使其有确定的状态。减弱外部电流对芯片的产生的干扰。 上拉就是将不确定的信号通过一个电阻提升为高电平，这个上拉的电阻的选择通常有讲究，通常是驱动能力和功耗的平衡，若GPIO为输出为...
GPIO的输入输出详解
qq_1319196406博客
04-26 1万+
GPIO的输入输出详解 1.上下拉电阻的区别： 上拉电阻：将一个不确定的信号（高或低电平），通过一个电阻与电源VCC相连，固定在高电平。 下拉电阻：将一个不确定的信号（高或低电平），通过一个电阻与地GND相连，固定在低电平。 共同点：都是为了确定信号的高低电平，防止数字电路中不确定信号的存在。 2.输入方式： 1.输入上拉 (GPIO_Mode_IPU) 如下图：信号输入经过上拉后又经过触发器(施密特)转换成数字信号0、1读取电平。 2.输入下拉 (GPIO_Mode_IPD) 如下图：信号输入经过下
GPIO 有3种状态， 上拉，下拉，不拉
姜浩鑫的博客
11-16 9427
推挽电路使用两个参数相同的三极管或MOSFET，以推挽方式存在于电路中。电路工作时，两只对称的开关管每次只有一个导通，所以。灌电流或者拉电流的器件的电路。它常常使用一对参数相同的功率三极管或MOSFET管，以推挽方式存在于电路中。时引脚既不输出高电平，也不输出低电平，为高阻态。推拉式输出级既提高电路的负载能力，又提高开关速度。，则在输出高电平时电压会拉到上拉电阻的电源电压。）是一种使用一对选择性地从相连。时引脚接地，控制输出。
上拉电阻与下拉电阻的作用
aiqian0755的博客
01-05 470
上拉电阻就是把不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，此电阻还起到限流的作用。同理，下拉电阻是把不确定的信号钳位在低电平。上拉电阻是指器件的输入电流，而下拉指的是输出电流。 那么在什么时候使用上、下拉电阻呢？ 1、当TTL电路驱动CMOS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于CMOS电路的最低高电平（一般为3.5V），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。 2、...
电路学习2——上拉电阻及下拉电阻
景墨轩
05-03 2564
1、总结： 上拉电阻的目的是为了保证GPIO（低电平有效）无信号输入时输入端的电平为高电平， 相反的，下拉电阻是为了保证GPIO（高电平有效）无信号输入时输入端的电平为低电平。 2、概念 上拉电阻就是： 将一个不确定信号（高或低电平），通过一个电阻与电源VCC相连，固定在高电平； 下拉电阻就是： 将一个不确定信号（高或低电平），通过一个电阻与地GND相连，固定在低电平 。 3、电路图 ...
GPIO口有关上拉电阻和下拉电阻&推挽输出&开漏（OD）和开集（OC）
Andy的博客
06-19 1万+
上拉电阻和下拉电压&推挽输出&开漏（OD）和开集（OC） 四、开漏 ...
上拉电阻与下拉电阻总结 与 GPIO框图分析
runafterhit的博客
03-06 6266
三态门/三态输出电路三种状态为：高电平，低电平，高阻态；计算机中的记忆元件由触发器组成，而触发器只有01两个状态。如果要在一条信号线上连接多个触发器，而每个触发器可以根据需要与信号线连通或断开，当连通时可以传送0或1，断开时对信号线上的信息不产生影响，此状态为高阻态。高阻态从端口看进去，对GND或者VCC的电阻都很大，什么也不输出了，引脚上的电平可由其它电路来控制，外面任何弱驱动都能改变该点的电位。
typedef enum { GPIO_Mode_AIN = 0x0, //模拟输入 GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, //浮空输入 GPIO_Mode_IPD = 0x28, //下拉输入 GPIO_Mode_IPU = 0x48, //上拉输入 GPIO_Mode_Out_OD = 0x14, //开漏输出 GPIO_Mode_Out_PP = 0x10, //推挽输出 GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, //复用功能开漏输出 GPIO_Mode_AF_PP = 0x18 //复用功能推挽输出 }GPIOMode_TypeDef; 以上代码解析
07-10
<think>我们正在解析给定的GPIO模式枚举类型定义。根据引用[1]，这个枚举定义在STM32的GPIO库中，用于表示不同的GPIO模式。枚举值是一些十六进制数，它们不仅仅是简单的标识，还隐含了如何配置寄存器的信息。同时，枚举值的位模式可以帮助区分输入和输出模式（例如，输出模式的第4位为1）。 枚举定义如下： ```c typedef enum { GPIO_Mode_AIN = 0x0, // 模拟输入 GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, // 浮空输入 GPIO_Mode_IPD = 0x28, // 下拉输入 GPIO_Mode_IPU = 0x48, // 上拉输入 GPIO_Mode_Out_OD = 0x14, // 开漏输出 GPIO_Mode_Out_PP = 0x10, // 推挽输出 GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, // 复用开漏输出 GPIO_Mode_AF_PP = 0x18 // 复用推挽输出 } GPIOMode_TypeDef; ``` ### 解析枚举值 每个枚举值都是一个十六进制数，我们可以将其转换为二进制，以便观察其位模式： - `GPIO_Mode_AIN = 0x0` → 二进制：`0000` - `GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04` → 二进制：`0100` - `GPIO_Mode_IPD = 0x28` → 二进制：`101000`（注意，实际使用中，这些值可能是8位或更多，但这里我们关注低4位和低5位） - `GPIO_Mode_IPU = 0x48` → 二进制：`1001000` - `GPIO_Mode_Out_OD = 0x14` → 二进制：`10100` - `GPIO_Mode_Out_PP = 0x10` → 二进制：`10000` - `GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C` → 二进制：`11100` - `GPIO_Mode_AF_PP = 0x18` → 二进制：`11000` ### 位模式分析 根据引用[1]，输出模式的第4位（从0开始计数，即二进制表示的第4位，也就是第5位？这里需要澄清）为1。实际上，在STM32中，GPIO寄存器的配置通常使用两个位（MODE[1:0]和CNF[1:0]）来设置一个引脚的模式。每个模式值实际上是一个8位的数（因为寄存器配置通常是按字节操作的），但这里给出的枚举值是十六进制，我们可以将其扩展为8位： - `0x00` → `0000 0000` (AIN) - `0x04` → `0000 0100` (IN_FLOATING) - `0x28` → `0010 1000` (IPD) - `0x48` → `0100 1000` (IPU) - `0x10` → `0001 0000` (Out_PP) → 注意，第4位（从0计数，即第5位）为1？实际上，如果我们看第4位（即第3位，因为0是第一位）？这里需要明确。 实际上，在STM32的GPIO配置寄存器中，每个引脚由4个位控制（在CRL和CRH寄存器中），包括MODE[1:0]和CNF[1:0]。但是枚举值并不是直接对应寄存器的位，而是通过库函数中的逻辑来设置。 引用[1]中提到，在库函数中，会根据枚举值来设置寄存器。例如，对于输入模式（上拉或下拉），会设置ODR寄存器（上拉时置1，下拉时置0）： ```c if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD) { GPIOx->BRR = (((u32)0x01) << pinpos); // 将对应引脚置0（下拉） } else { if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU) { GPIOx->BSRR = (((u32)0x01) << pinpos); // 将对应引脚置1（上拉） } } ``` 此外，枚举值的高位可能用于区分模式类型。例如，我们可以观察到： - 输入模式（除了AIN）的枚举值中，第2位（0x04）为1，而输出模式（包括复用）的第4位（0x10）为1？实际上，输出模式（0x10, 0x14, 0x18, 0x1C）的最低4位都是0x0? 0x10=16, 0x14=20, 0x18=24, 0x1C=28。 实际上，枚举值的设计可能是为了在库函数中方便地判断模式类型。例如，引用[1]提到：“输出模式的第4位为1”，我们来看输出模式的枚举值（0x10, 0x14, 0x18, 0x1C）的二进制： - 0x10: 00010000 -> 第4位（从0开始数，第4位是1，即第5个位）为1？实际上，如果我们按照8位二进制，位0是最低位： 位0: 0 位1: 0 位2: 0 位3: 0 位4: 1 -> 所以第4位是1（从0开始计数，这是第4位）。 所以，输出模式（包括推挽、开漏、复用）的枚举值中，第4位都是1。而输入模式（除了AIN）的枚举值中，第4位为0（除了GPIO_Mode_IPD和GPIO_Mode_IPU，它们的二进制分别是0x28=00101000和0x48=01001000，第4位都是0？因为0x28的二进制第4位（从0开始）是0（因为00101000的第4位是0）？实际上，0x28的二进制是00101000，位4（即第5位）是0？这里可能引用[1]指的是低4位中的某一位？或者是指整个8位中的第4位（即bit4）？ 重新理解引用[1]：“输出模式的第4位为1”。这里我们按照位号（bit number）来数，通常位0是最低位。那么0x10（00010000）的bit4是1（因为从右往左数，第0位是最右边，第4位是左数第5位，即1所在的位置）。所以输出模式（0x10,0x14,0x18,0x1C）的bit4都是1。而输入模式（0x00,0x04,0x28,0x48）的bit4都是0（0x28=00101000，bit4是0；0x48=01001000，bit4也是0）。因此，我们可以通过检查枚举值的bit4是否为1来判断是输出模式还是输入模式。 ### 枚举值含义 - `GPIO_Mode_AIN`：模拟输入，用于ADC等。 - `GPIO_Mode_IN_FLOATING`：浮空输入，引脚处于高阻态，常用于通信线（如UART、I2C）。 - `GPIO_Mode_IPD`：下拉输入，引脚内部下拉到地（低电平），当外部无信号时引脚为低电平。 - `GPIO_Mode_IPU`：上拉输入，引脚内部上拉到电源（高电平），当外部无信号时引脚为高电平。 - `GPIO_Mode_Out_OD`：开漏输出，只能输出低电平或高阻态，需要外部上拉电阻才能输出高电平，常用于I2C等总线。 - `GPIO_Mode_Out_PP`：推挽输出，可以直接输出高电平或低电平，具有驱动能力。 - `GPIO_Mode_AF_OD`：复用开漏输出，用于外设功能（如I2C的SCL/SDA）的开漏输出。 - `GPIO_Mode_AF_PP`：复用推挽输出，用于外设功能（如SPI的MOSI）的推挽输出。 ### 总结 该枚举类型定义了STM32 GPIO的8种工作模式。每个模式对应一个十六进制值，这些值在库函数中用于配置GPIO的寄存器。同时，通过枚举值的位模式（如第4位）可以区分输入和输出模式，便于在库函数中进行条件判断。 §§相关问题§§ 1. 在STM32中，如何通过寄存器配置GPIO的模式？ 2. GPIO的上拉输入和下拉输入有什么区别？分别适用于什么场景？ 3. 开漏输出和推挽输出有什么区别？它们各自的应用场景是什么？ 4. 复用功能模式（AF）在什么情况下使用？</think>### GPIO模式枚举类型解析 给定的枚举类型定义如下： ```c typedef enum { GPIO_Mode_AIN = 0x0, // 模拟输入 GPIO_Mode_IN_FLOATING = 0x04, // 浮空输入 GPIO_Mode_IPD = 0x28, // 下拉输入 GPIO_Mode_IPU = 0x48, // 上拉输入 GPIO_Mode_Out_OD = 0x14, // 开漏输出 GPIO_Mode_Out_PP = 0x10, // 推挽输出 GPIO_Mode_AF_OD = 0x1C, // 复用开漏输出 GPIO_Mode_AF_PP = 0x18 // 复用推挽输出 } GPIOMode_TypeDef; ``` #### 关键解析要点： 1. **模式分类**： - **输入模式**（第4位=0）： - `GPIO_Mode_AIN`：模拟输入，用于ADC采集 - `GPIO_Mode_IN_FLOATING`：浮空输入，用于数字信号输入 - `GPIO_Mode_IPD/IPU`：带电阻的输入模式（下拉/上拉） - **输出模式**（第4位=1）： - `GPIO_Mode_Out_OD/PP`：通用输出（开漏/推挽） - `GPIO_Mode_AF_OD/PP`：复用功能输出（用于外设如UART、SPI） 2. **寄存器配置逻辑**： - 根据引用[1]，库函数通过检查枚举值配置硬件寄存器： ```c if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPD) { GPIOx->BRR = (1 << pinpos); // 下拉：设置ODR=0 } else if (GPIO_InitStruct->GPIO_Mode == GPIO_Mode_IPU) { GPIOx->BSRR = (1 << pinpos); // 上拉：设置ODR=1 } ``` 输入模式通过设置ODR寄存器实现上拉/下拉[^1]。 3. **位模式设计**： - 枚举值采用十六进制编码，隐含硬件配置信息： - **第4位**（bit4）：输入(0)/输出(1)标志位 - **低4位**：具体模式控制位（如`0x4`=浮空输入） - 例如推挽输出`0x10`（二进制`00010000`）的bit4=1表示输出模式 4. **复用功能**： - `AF_OD/AF_PP`用于外设接管GPIO的场景（如I²C、SPI） - 复用模式需配合AFR（Alternate Function Register）使用 #### 模式对比表 | 模式 | 枚举值 | 方向 | 特点 | 应用场景 | |------|--------|------|------|----------| | 浮空输入 | 0x04 | 输入 | 高阻抗状态 | 通信引脚(RX) | | 下拉输入 | 0x28 | 输入 | 默认低电平 | 按键检测 | | 上拉输入 | 0x48 | 输入 | 默认高电平 | 中断信号 | | 推挽输出 | 0x10 | 输出 | 强驱动能力 | LED控制 | | 开漏输出 | 0x14 | 输出 | 需外接上拉 | I²C总线 | | 复用推挽 | 0x18 | 输出 | 外设控制 | SPI_MOSI | | 复用开漏 | 0x1C | 输出 | 外设控制 | I²C_SCL | > 注：枚举值中的位设计优化了库函数的判断效率，如通过`(mode & 0x10)`可快速检测输出模式[^1]。
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