單片機IO口內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，主要是三種：準雙向IO、開漏輸出、強推挽輸出

而51單片機上通常使用的是準雙向IO和開漏輸出兩種。

什么是準雙向IO和開漏輸出？

準雙向IO是一種可以既作為輸入又作為輸出的IO口，它的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)包括一個場效應(yīng)管和一個上拉電阻。

當IO口作為輸出時，可以通過控制場效應(yīng)管的開關(guān)來輸出高電平或低電平。例如：我們從內(nèi)部輸出1，經(jīng)過一個反向器之后編程0，那么對應(yīng)的場效應(yīng)管不導(dǎo)通，這個時候由于內(nèi)部有上拉電阻，那么對應(yīng)的單片機IO口上就會輸出一個高電平；而如果在內(nèi)部輸出輸出一個0，經(jīng)過反向器之后編程1，那么導(dǎo)致場效應(yīng)管導(dǎo)通，VCC就會通過上拉電機流通到場效應(yīng)管的S極，那么對應(yīng)的單片機的IO輸出就拉到低電平。

當IO口作為輸入時，需要先向IO口寫1，然后再讀取外部信號。這樣可以保證正確地讀取高電平或低電平。

開漏輸出是一種只能輸出低電平的IO口，它的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)只有一個場效應(yīng)管。

當IO口輸出0時，場效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出低電平。當IO口輸出1時，場效應(yīng)管截止，輸出高阻態(tài)。這時候IO口沒有驅(qū)動能力，需要外部接上拉電阻才能輸出高電平。

開漏輸出的優(yōu)點是可以提高輸出電壓的靈活性，可以通過改變上拉電阻的電源來實現(xiàn)不同的電平轉(zhuǎn)換。例如，如果上拉電阻接5V電源，那么輸出的高電平就是5V；如果上拉電阻接3.3V電源，那么輸出的高電平就是3.3V。

上拉電阻就是將不確定的信號通過一個電阻拉到高電平，同時此電阻起到一個限流的作用，下拉就是下拉到低電平。

上拉電阻的好處：

1、OC門要輸出高電平，外部必須加上拉電阻

2、加大普通I0口的驅(qū)動能力。

3、起到限流的作用。

4、抵抗電磁干擾。

上拉電阻選擇的原則：

1、從降低功耗方面考慮應(yīng)該足夠大，因為電阻越大,電流越小。

2、從確保足夠的引腳驅(qū)動熊力考慮應(yīng)該足夠小越小，電流才能越大

電阻。

3、開漏輸出時，過大的上拉電阻會導(dǎo)致信號上升沿變緩。

一般選擇上拉電阻的阻值是4.7K-10K范圍。