单片机常见输入输出模式
单片机输入和输出
单片机输入和输出在现代电子技术的领域中，单片机扮演着至关重要的角色。
它就像是一个小巧但极其聪明的“大脑”，能够控制和处理各种电子设备的运行。
而单片机的输入和输出功能，则是实现其控制和交互作用的关键。
首先，咱们来聊聊单片机的输入。
简单来说，输入就是单片机获取外部信息的途径。
就好像我们的眼睛、耳朵和皮肤感知外界一样，单片机也需要通过特定的接口和电路来感知外部的状态和数据。
常见的输入方式有数字输入和模拟输入。
数字输入呢，只有两种状态，要么是高电平（通常表示为1），要么是低电平（通常表示为0）。
比如说一个按键，按下的时候可能给单片机一个低电平，松开的时候就是高电平。
这种简单的“是”与“否”的信息，对于单片机来说非常容易处理。
而模拟输入就稍微复杂一些了。
想象一下，要测量温度、光线强度或者声音的大小，这些都是连续变化的量，不是简单的 0 和 1 能表示的。
这时候就需要用到模拟数字转换器（ADC），把连续变化的模拟信号转换成单片机能够处理的数字信号。
举个例子，一个温度传感器会根据环境温度产生一个相应的电压值，这个电压值就是模拟信号。
单片机通过 ADC 把这个电压值转换成数字值，然后根据这个数字值来判断温度的高低，并做出相应的控制动作。
再来说说单片机的输出。
输出就是单片机把处理后的结果或者控制信号传递给外部设备的过程。
数字输出和数字输入类似，也是高电平和低电平。
比如控制一个LED 灯的亮灭，高电平让灯亮，低电平让灯灭。
模拟输出相对来说不太常见，但在一些需要精确控制的场合也会用到。
比如控制一个电机的转速，就需要输出一个连续变化的电压值。
除了上面提到的基本输入输出方式，还有一些特殊的输入输出方式，比如串行通信和并行通信。
串行通信就像是一个人一个字一个字地说话，数据一位一位地按顺序传输，虽然速度相对较慢，但只需要很少的线路，适用于远距离传输。
常见的串行通信协议有 UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外设接口）和 I2C（集成电路总线）等。
51单片机 IO 口输入输出方式
51 单片机IO 口输入输出方式传统51单片机IO接口只可以作为标准双向IO接口，如果用其来驱动LED只能用灌电流的方式或是用三极管外扩驱动电路。
灌电流方式：LED正极接VCC，负极接IO口。
IO为高电平是LED两极电平相同，没有电流，LED熄灭;IO为低电平时，电流从VCC流入IO，LED点亮。
但是当你吧LED正极接在IO接口，负极接GND时，将IO接口置于高电平，LED会亮，但因为IO 接口上拉能力不足而使亮度不理想，可以用下面介绍的方式解决这个问题。
推挽工作方式：LED正负极分别接在两个IO口上，然后设置正极IO接口为推挽输出，负极IO接口为标准双向灌电流输入。
推挽方式具有强上拉能力，可以实现高电平驱动LED。
IO口的四种使用方法从I/O口的特性上看，标准51的P0口在作为I/O口使用时，是开漏结构，在实际应用中通常要添加上拉电阻;P1、P2、P3都是准双向I/O，内部有上拉电阻，既可作为输入又可以作为输出。
而LPC900系列单片机的I/O口特性有一定的不同，它们可以被配置成4种不同的工作模式：准双向I/O、推挽输出、高阻输入、开漏。
准双向I/O模式与标准51相比，虽然在内部结构上是不同的，但在用法上类同，比如要作为输入时都必须先写1置成高电平，然后才能去读引脚的电平状态。
!!!!!为什么是这样子?见下面分析。
推挽输出的特点是不论输出高电平还是低电平都能驱动较大的电流，比如输出高电平时可以直接点亮LED(要串联几百欧限流电阻)，而在准双向I/O模式下很难办到。
高阻输入模式的特点是只能作为输入使用，但是可以获得比较高的输入阻抗，这在模拟比较器和ADC应用中是必需的。
开漏模式与准双向模式相似，但是没有内部上拉电阻。
开漏模式的优点是电气兼容性好，外部上拉电阻接3V电源，就能和3V逻辑器件接口，如果上拉电阻接5V电源，又可以与5V逻辑器件接口。
此外，开漏模式还可以方便地实现线与逻辑功能。
对于上面疑问的解释，有这样一个资料：高阻态这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，如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平，随它后面接的东西定。
单片机中的输入输出接口技术讲解
单片机中的输入输出接口技术讲解单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）作为一种集成了微处理器核心、内存、输入输出接口和外部设备接口的集成电路，广泛应用于各种嵌入式系统中。
其中，输入输出接口技术是单片机的核心组成部分之一，它能够实现单片机与外部设备的高效通信和数据交换。
本文将就单片机中的输入输出接口技术进行详细讲解。
一、基本概念输入输出接口（Input/Output Interface，简称I/O Interface）是单片机与外设之间传输数据、信号的桥梁。
它负责转换单片机内部的电信号与外部设备的电信号之间的逻辑和电平转换。
在单片机应用中，常见的外部设备包括按键、LED灯、LCD显示屏、步进电机等。
二、数字输入输出接口1. 数字输入接口数字输入接口主要通过端口的工作方式与外设通信，常见的数字输入接口有通用并行接口（General Purpose Parallel Interface，简称GPIO）和外部中断（External Interrupt）。
GPIO是单片机中最常见的通用输入输出接口，它具有多种工作模式，可以通过软件控制单片机与外设之间的数据传输。
GPIO的主要功能是将单片机的高低电平与外部设备的高低电平进行转换。
通过控制GPIO的输入输出状态，可以实现与外设之间的数据交换和通信。
外部中断是一种特殊的输入接口，它能够实现对外部事件的高效响应。
当外部事件触发时，单片机会立即跳转到相应的中断服务程序进行处理。
外部中断常用于读取按键输入、检测传感器状态等场合。
2. 数字输出接口数字输出接口是单片机将数据传输出给外部设备的接口。
常见的数字输出接口有通用并行接口（GPIO）、定时器（Timer）和比较器（Comparator）。
GPIO作为通用输入输出接口，在数字输出方面同样起到重要作用。
通过控制GPIO的输出状态，单片机可以向外设发送数据、控制外设的开关状态等。
定时器是一种重要的数字输出接口。
最新单片机的常见输入输出电路介绍
单片机的常见输入输出电路介绍引言传统电气设备采用的各种控制信号，必须转换到与单片机输入/输出口相匹配的数字信号。
用户设备须输入到单片机的各种控制信号，如限位开关，操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器输出的开关量等，通过输入电路转换成单片机能够接收和处理的信号。
输出电路则应将单片机送出的弱电控制信号转换、放大到现场需要的强输出信号，以驱动功率管、电磁阀和继电器、接触器、电动机等被控制设备的执行元件，能方便实际控制系统使用。
1 输入电路设计一般输入信号最终会以开关形式输入到单片机中，以工程经验来看，开关输入的控制指令有效状态采用低电平比采用高电平效果要好得多，。
其中，D1为保护二极管，反向电压≥50V。
为了防止外界尖峰干扰和静电影响损坏输入引脚，可以在输入端增加防脉冲的二极管，形成电阻双向保护电路，。
二极管D1、D2、D3的正向导通压降UF≈0.7 V，反向击穿电压UBR≈30 V，无论输入端出现何种极性的破坏电压，保护电路都能把浚电压的幅度限制在输入端所能承受的范围之内。
即：VI～VCC出现正脉冲时，D1正向导通; V1～VCC 出现负脉冲时，D2反向击穿;VI与地之间出现正脉冲时，D2反向击穿;V1与地之间出现负脉冲时，D3正向导通，二极管起钳位保护作用。
缓冲电阻RS约为1.5～2.5kΩ，与输入电容C构成积分电路，对外界感应电压延迟一段时间。
若干扰电压的存在时间小于t，则输入端承受的有效电压将远低于其幅度;若时间较长，则D1导通。
电流在RS上形成一定的压降，从而减小输入电压值。
此外，一种常用的输入方式是采用光耦隔离电路。
，R为输入限流电阻，使光耦中的发光二极管电流限制在10～20 mA。
输入端靠光信号耦合，在电气上做到了完全隔离。
同时，发光二极管的正向阻抗值较低，而外界干扰源的内阻一般较高，根据分压原理，干扰源能馈送到输入端的干扰噪声很小，不会产生地线干扰或其他串扰，增强了电路的抗干扰能力。
单片机指令的数字输入和输出控制
单片机指令的数字输入和输出控制单片机（Microcontroller）是一种集成了处理器核心、存储器和输入输出设备等功能单元的微型计算机系统。
在单片机的开发过程中，数字输入和输出（Digital Input and Output, DIO）控制是其中一个重要的功能。
本文将探讨单片机指令下的数字输入和输出控制。
一、数字输入控制数字输入控制是指通过单片机实现从外部设备获取数字输入信号的过程。
这种输入信号可以来自于传感器、按键开关、鼠标等外部设备。
单片机通过相应的引脚（通常为输入引脚）接收外部信号，并将其转换为二进制形式，以供进一步处理。
为了实现数字输入控制，我们首先需要了解单片机对数字输入的标准。
以常用的51系列单片机为例，其引脚通常支持三种工作模式：输入模式、输出模式和双向模式。
在输入模式下，引脚能够读取外部信号。
通过相关的指令，我们可以对引脚进行配置，使其处于输入模式并能够正确地读取外部信号。
接下来，我们可以使用中断、轮询等方式来获取输入信号的状态，并进行相应的处理。
二、数字输出控制数字输出控制是指通过单片机将处理结果输出到外部设备的过程。
这种输出信号可以用于控制驱动器、控制模块、显示器等外部设备。
单片机通过相应的引脚（通常为输出引脚）发送二进制信号，控制外部设备的状态。
与数字输入类似，我们需要了解单片机对数字输出的标准。
在输出模式下，引脚可以向外部设备发送高电平或低电平信号，控制设备的状态。
通过相应的指令，我们可以对引脚进行配置，使其处于输出模式并能够正确地发送输出信号。
为了实现更多功能，单片机通常提供了多个输出引脚，我们可以通过设置引脚状态的方式实现对多个设备的控制。
三、数字输入和输出的实例为了更好地理解数字输入和输出控制，我们可以通过一个实例来说明。
假设我们需要使用单片机控制一个LED灯的亮灭。
我们可以将LED灯接在单片机的一个输出引脚上，并通过该引脚控制LED灯的状态。
首先，我们需要将该引脚设置为输出模式，并初始化引脚的状态，使LED灯处于关闭状态。
单片机的输入输出方式
单片机的输入输出方式单片机是一种集成电路，具有处理和控制任务的能力。
在实际应用中，单片机通常需要与外设进行数据的输入和输出。
因此，单片机的输入输出方式就成为了一个重要的研究领域。
本文将介绍几种常见的单片机输入输出方式，并分析它们的优缺点。
一、并口输入输出并口输入输出是最常见和简单的一种方式。
通过并行数据总线，单片机可以一次性传输多位二进制数据。
并口通常与外设芯片或者外围元件连接，例如LCD显示屏、键盘等。
并口输入输出的优点是速度快、数据传输稳定可靠，但同时也存在缺点，例如占用较多的引脚资源和布线不便等。
二、串口输入输出串口输入输出是一种使用串行通信协议进行数据传输的方式。
与并口输入输出相比，串口只能传输一位二进制数据。
但是，串口具有节省引脚资源、传输距离较长和可靠性高等优点。
串口输入输出通常与外设设备或者计算机进行数据通信。
串口通信有两种常见标准：RS232和RS485。
RS232主要用于与计算机通信，而RS485多用于远程数据采集和控制系统。
三、模拟输入输出模拟输入输出是一种以模拟电压或电流形式进行数据传输的方式。
单片机可以通过模拟输入输出来与模拟信号传感器进行数据采集和控制。
例如，通过模拟输入可以采集温度、湿度等模拟信号，通过模拟输出可以控制电机、电阻等模拟设备。
模拟输入输出的优点是能够处理连续变化的模拟信号，但在数据精度和稳定性上相对数字信号略有不足。
四、计时器/计数器输入输出计时器/计数器是单片机内部的一个模块，用于测量时间间隔或者对外部事件进行计数。
通过配置计时器/计数器的一些参数，可以实现输入输出功能。
例如，通过计时器/计数器输入输出可以实现PWM输出控制、捕获外部脉冲等功能。
计时器/计数器输入输出的优点是精度高、灵活性强，但需要掌握一些特定的配置知识。
五、中断输入输出中断输入输出是单片机在执行主程序的同时，能够监听外部事件的一种机制。
当外部事件满足特定条件时，单片机会自动跳转到相应的中断服务程序来处理。
51单片机IO端口的四种输入输出模式
51单片机IO端口的四种输入输出模式(by wuleisly)单片机I O口的使用对所有单片机玩家来说都是“家常便饭”，但是你真的了解I O 口吗？你真的能按你的需要配置I O口吗？一、准双向口输出准双向口输出类型可用作输出和输入功能而不需重新配置口线输出状态。
这是因为当口线输出为1时驱动能力很弱，允许外部装置将其拉低。
当引脚输出为低时，它的驱动能力很强，可吸收相当大的电流。
（准双向口有3个上拉晶体管适应不同的需要）准双向口读外部状态前,要先锁存为…1‟,才可读到外部正确的状态.二、强推挽输出推挽输出配置的下拉结构与开漏输出以及准双向口的下拉结构相同，但当锁存器为1时提供持续的强上拉。
推挽模式一般用于需要更大驱动电流的情况。
三、仅为输入（高阻）输入口带有一个施密特触发输入以及一个干扰抑制电路。
四、开漏输出配置(若外加上拉电阻，也可读)当口线锁存器为0时，开漏输出关闭所有上拉晶体管。
当作为一个逻辑输出时，这种配置方式必须有外部上拉，一般通过电阻外接到V c c。
如果外部有上拉电阻，开漏的I/O口还可读外部状态，即此时被配置为开漏模式的I/O口还可作为输入I/O口。
这种方式的下拉与准双向口相同。
开漏端口带有一个施密特触发输入以及一个干扰抑制电路。
关于I/O口应用注意事项：1.有些是I/O口由低变高读外部状态时,读不对,实际没有损坏,软件处理一下即可。
因为1T的8051单片机速度太快了,软件执行由低变高指令后立即读外部状态,此时由于实际输出还没有变高,就有可能读不对,正确的方法是在软件设置由低变高后加1到2个空操作指令延时,再读就对了.有些实际没有损坏,加上拉电阻就OK了有些是外围接的是NP N三极管,没有加上拉电阻,其实基极串多大电阻,I/O口就应该上拉多大的电阻,或者将该I/O口设置为强推挽输出.2.驱动L E D发光二极管没有加限流电阻,建议加1K以上的限流电阻,至少也要加470欧姆以上做行列矩阵按键扫描电路时,实际工作时没有加限流电阻,实际工作时可能出现2个I/O口均输出为低,并且在按键按下时,短接在一起,我们知道一个C MOS电路的2个输出脚不应该直接短接在一起,按键扫描电路中,此时一个口为了读另外一个口的状态,必须先置高才能读另外一个口的状态,而8051单?片机的弱上拉口在由0变为1时,会有2时钟的强推挽高输出电流输出到另外一个输出为低的I/O口,就有可能造成I/O口损坏.建议在其中的一侧加1K限流电阻,或者在软件处理上,不要出现按键两端的I/O口同时为低.一种典型三极管控制电路:如果用弱上拉控制，建议加上拉电阻R1(3.3K～10K)，如果不加上拉电阻R1(3. 3K～10K)，建议R2的值在15K以上，或用强推挽输出。
GPIO输入输出各种模式详解
GPIO输入输出各种模式详解GPIO（General Purpose Input/Output）是通用输入输出口，用于连接外部设备和单片机。
在单片机中，GPIO可以配置为输入或输出模式，同时还有三种特殊的模式：推挽模式、开漏模式和准双向端口模式。
下面将从原理、使用场景和配置方法三个方面详细介绍这三种模式。
推挽模式（Push-Pull Mode）是GPIO输出的常见模式，也是默认的输出模式。
当GPIO输出引脚处于高电平状态时，推挽模式会提供高电平输出（通常为Vcc电源电平），而当GPIO输出引脚处于低电平状态时，推挽模式会提供低电平输出（通常接地）。
推挽模式的优势在于输出电流大，能够提供较强的驱动能力，适用于直接驱动大功率负载的场景。
例如，通过GPIO控制LED灯等外设时，推挽模式可以稳定提供给LED所需的驱动电流，保证LED的正常工作。
开漏模式（Open-Drain Mode）是GPIO输出的另一种模式。
当GPIO输出引脚处于高电平状态时，开漏模式会将输出引脚拉到高阻态，而当GPIO输出引脚处于低电平状态时，开漏模式会将输出引脚拉到地。
开漏模式需要通过一个外接上拉电阻将输出引脚连接到Vcc电源电平上。
开漏模式的优势在于输出可以与其他器件共享同一个总线，通过总线上的上拉电阻或其他器件的驱动电源提供高电平。
开漏模式适用于多个GPIO输出的引脚需要共享一个总线的场景，例如，使用I2C总线协议时，多个GPIO引脚可以共享SDA（数据线）和SCL（时钟线）。
准双向端口（Quasi-Bidirectional Port）是GPIO输入输出的特殊模式，常见于外设总线接口中。
准双向端口可以既作为输入又作为输出，且在不同的时间片段进行输入输出操作。
准双向端口的原理是通过一个三态门和一个外接上拉电阻实现的。
当GPIO处于输出模式时，三态门使得GPIO输出到外设；而当GPIO处于输入模式时，三态门处于高阻态，外设可以将信号输入到GPIO中。
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单片机的io分为输入输出模式，输出模式如下图：
常见的四种输出模式：
(1)High-impedance output
高阻输出，可以理解为悬空输出，输出状态有外部条件决定；
(2)P-channel open drain output
P沟道开漏输出，输出高电平（1）有驱动能力，输出低电平（0）时，相当于断开。
原因是P沟道MOS,未开启时，电流从漏极（D）通过续流二极管到源极（S），因为漏极为输出电流方向，所以输出高电平（1）驱动能力强。
(3)N-channel open drain output
N沟道开漏输出，输出低电平（0）有驱动能力，输出高电平（1）时，相当于断开。
原因是N沟道MOS,未开启时，电流从源极（S）通过续流二极管到漏极（D），因为漏极为吸收电流方向，所以输出低电平（0）驱动能力强。
(4)CMOS output
CMOS输出：这种模式下，无论输出高低电平都有较强的驱动能力
三种输出模式
(1)High-impedance input
高阻输入：无上拉和无下拉，对外表现出电平不确定性.。
这种方式只用于输入读取。
何元器件，高阻输入不可取，功耗大。
(2)Input with a pull-down resistor
下拉输入：在无外部输入是时，讲电压钳制在低电平；
(3)Input with a pull-up resistor
上拉输入：在无外部输入是时，讲电压钳制在高电平；。