GPIO输出主要电路结构
1. 数字输入输出的定义
数字输入或输出（英语：digital input or digital input），又叫开关量输入或输出，只有通和断二种状态，离散状态。
常见的数字输入有gpio,gta等
本文主要说明gpio
2. gpio输出主要电路结构
gpio输出主要有推挽输出模式和开漏输出模式，以下分别就两种模式进行说明
2.1.gpio推挽输出模式主要电路结构
其中
1）q1和q2分别为npn和pnp型三极管；
2）a1为运放比较器，当输出寄存器电压大于vref，vin为高电平；反之，vin为低电平
2.2.gpio推挽输出模式阈值计算
a) 运放比较器以adi adcmp600为例，工作量程（v+-v-）最大2mv,也就是说v+-v-超过2mv，运放进入放大饱和区间，此时输出voh=vcc-0.4v=5v-0.4v=4.6v,即为比较器功能。vol=0.4v
b) q1 npn三极管以松下的2sc0829为例
vb1e1>0.85v时，c1e1两端导通，导通时vc1e1=0.2v（取最大值）。
vb1e10.85v,故c1e1端导通, vo=vcc-0.2=5-0.2=4.8v
vb2e2= vin(4.6v)-vo(4.8v)=-0.2v>-0.85v,故c2e2端截止
真值表为以下
信号vinvo
逻辑值 1 1
电压值 1. 4.6v 1. 4.8v
2）当输出寄存器电压小于vref(设计远远小于)时
vin=vol=0.4v
vb1e1=vin(0.4v)-0<0.5v,故c1e1端截止
vb2e2=vin(0.4v)-vo=0.4v-0v=0.4v-0.85v,故ce截止, vo=vcc=5v
真值表为以下
信号vinvo
逻辑值 1 1
电压值 1. 4.6v 5v
2）当输出寄存器电压小于vref(设计远远小于)时
vin=vol=0.4v
vbe=vin(0.4v)-vcc=0.4-5v=-4.6v<-1.2v,故c2e2端导通,vo=0.7v
真值表为以下
信号vinvo
逻辑值 0 0
电压值 1. 0.4v 1. 0.7v
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2）a1为运放比较器，当输出寄存器电压大于vref，vin为高电平；反之，vin为低电平
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vb2e2= vin(4.6v)-vo(4.8v)=-0.2v>-0.85v,故c2e2端截止
真值表为以下
信号vinvo
逻辑值 1 1
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2）当输出寄存器电压小于vref(设计远远小于)时
vin=vol=0.4v
vb1e1=vin(0.4v)-0<0.5v,故c1e1端截止
vb2e2=vin(0.4v)-vo=0.4v-0v=0.4v-0.85v,故ce截止, vo=vcc=5v
真值表为以下
信号vinvo
逻辑值 1 1
电压值 1. 4.6v 5v
2）当输出寄存器电压小于vref(设计远远小于)时
vin=vol=0.4v
vbe=vin(0.4v)-vcc=0.4-5v=-4.6v<-1.2v,故c2e2端导通,vo=0.7v
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逻辑值 0 0
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