什么是漏极开路（OD）？
对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析
是一样的。
另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，
有可能将输出口烧坏。
而上面说的OC或OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开（或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态，AVR单片机的一些IO口就是这种结构。
我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极c跟发射极e之间相当于断开），所以5v电源通过1 k电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断
开）。
我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低
电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。
再看图三。图三中那个1k的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1k电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0（方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降），所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大（同上，不考虑实际中的漏电流），所以流过的电流为0，因此在1k电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5v了，这样就能输出高电平了。但是这个输出的内阻是比较大的（即1kω），如果接一个电阻为r的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏，即5/(1+1000/r)伏。所以，如果要达到一定的电压的话，r就不能太小。如果r真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给
提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。
如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个io口了（51的io口就是这样的结构，其中p0口内部不带上拉，而其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于p0口来说，就是高阻态了。
对于漏极开路（od）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，oc就变成了od，原理分析是
一样的。
另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起oc或者od来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而上面说的oc或od输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开（或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态，avr单片机的一些io口就是这种结构。
在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平，通过1k电阻接高电平或接地。
1. 电阻作用：
l 接电组就是为了防止输入端悬空
l 减弱外部电流对芯片产生的干扰
l 保护cmos内的保护二极管,一般电流不大于10ma
l 上拉和下拉、限流
l 1. 改变电平的电位，常用在ttl-cmos匹配
2. 在引脚悬空时有确定的状态
3.增加高电平输出时的驱动能力。
4、为oc门提供电流
l 那要看输出口驱动的是什么器件，如果该器件需要高电压的话，而输出口的输出电压又不够，就需要加上拉电阻。
l 如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平你要控制它必须用低电平才能控制如三态门电路三极管的集电极，或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下
来成为低电平。反之，
l 尤其用在接口电路中,为了得到确定的电平,一般采用这种方法,以保证正确的电路状态,以免发生意外,比如,在电机控制中,逆变桥上下桥臂不能直通,如果它们都
用同一个单片机来驱动,必须设置初始状态.防止直通!
2、定义：
l 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！
l 上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流
l 弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分
l 对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。
3、为什么要使用拉电阻：
l 一般作单键触发使用时，如果ic本身没有内接电阻，为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在ic外部另接一电阻。
l 数字电路有三种状态：高电平、低电平、和高阻状态，有些应用场合不希望出现高阻状态，可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态，具体视设
计要求而定！
l 一般说的是i/o端口，有的可以设置，有的不可以设置，有的是内置，有的是需要外接，i/o端口的输出类似与一个三极管的c，当c接通过一个电阻和电源连接在一起的时候，该电阻成为上c拉电阻，也就是说，如果该端口正常时为高电平，c通过一个电阻和地连接在一起的时候，该电阻称为下拉电阻，使该端口平
时为低电平，作用吗：
比如：当一个接有上拉电阻的端口设为输如状态时，他的常态就为高电平，用于检测低电平的输入。
l 上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。一般说法是拉电流，下拉电阻是用来吸收电流的，也就是你同学说的灌电流
线驱动（差动输出）
线驱动器是一个源电流输出器件。在导通状态时，线驱动器输出为电源（vcc）；在关断状态时，输出悬空。因此，线驱动器需要一个灌电流输入接口。下面表格中给出了一个简单的线驱动器的原理图。差动输出（欧姆龙称为线性驱动输出）线性驱动输出就是根据rs-422a的数据输送回路。可通过双股搅合线电缆进行
长距离输送
集电极开路
集电极开路电路是灌电流输出器件。在关断状态时，集电极开路输出连到地；在导通状态时，集电极开路输出悬空。因此，集电极开路输出需要一个源电流输
入接口。下面表格中给出了一个简单的集电极开路输出电路的原理图.
推挽式
推挽式输出结合了线驱动与集电极开路输出，在关断状态时，推挽式输出接地；在导通状态时，推挽式输出连到电源（vcc）。推挽输出（欧姆龙称为互补输出）输出回路有2种，即npn与pnp2种晶体管输出。根据输出信号h或l，2种晶体管输出互相交叉进行on或off动作，使用时，正电源，0v分别为吸合，拉下互补输出是输出电流流出或流入2种动作，特征是信号的上升、下降速度快，可进行导线的长距离延长。可与开路集电极输入机器（npn/pnp）连接，另外还可以连接到电压输入机器上。但是为了能更好的发挥未来的性能，一般推荐在电压输入机器上使用电压输入的编码器。
1、所谓“漏型输入”，是一种由plc内部提供输入信号源，全部输入信号的一端汇总到输入的公共连接端com的输入形式。又称为“汇点输入”。
2、输入传感器为接近开关时，只要接近开关的输出驱动力足够，漏型输入的plc输入端就可以直接与npn集电极开路型接近开关的输出进行连接,但是，当采用pnp集电极开路型接近开关时，由于接近开关内部输出端与0v间的电阻很大，无法提供电耦合器件所需要的驱动电流，因此需要增加“下拉电阻”。如图。增加下拉电阻后应注意，此时的plc内部输入信号与接近开关发信状态相反，即接近开关发信时，“下拉电阻”上端为24v，光电耦合器件无电流，内部信号为“0”；
未发信时，plc内部dc24v与0v之间，通过光电耦合器件、限流电阻、“下拉电阻”经公共端com构成电流回路，输入为“1”。
下拉电阻的阻值主要决定于plc输入光电耦合器件的驱动电流、plc内部输入电路的限流电阻阻值。通常情况下，其值为1.5—2kω，计算公式如下：
第一种公式：r≤[（ve-0.7）/ii]-ri
式中：r——下拉电阻（kω）
ve——输入电源电压（v）
ii——最小输入驱动电流（ma）
ri——plc内部输入限流电阻（kω）
公式中取发光二极管的导通电压为0.7v。
第二种公式：下拉电阻≤[输入限流电阻/（最小on电压/24v）]-输入限流电阻[/COLOR]
1、所谓“源型输入”，是一种由外部提供输入信号电源或使用plc内部提供给输入回路的电源，全部输入信号为“有源”信号，并独立输入plc的输入
连接形式。
2、所谓“源型输入”，是一种由外部提供输入信号电源或使用plc内部提供给输入回路的电源，全部输入信号为“有源”信号，并独立输入plc的输入
连接形式。
输入传感器为接近开关时，只要接近开关的输出驱动力足够，源型输入的plc输入端就可以直接与pnp集电极开路型接近开关的输出进行连接。相反，当采
用npn集电极开路型接近开关时，由于接近开关内部输出端与24v间的电阻很大，无法提供电耦合器件所需要的驱动电流，因此需要增加“上拉电阻”。如图。增加下拉电阻后应注意，此时的plc内部输入信号与接近开关发信状态相反，即接近开关发信时，“上拉电阻”上端为0v，光电耦合器件无电流，内部信号为“0”；
未发信时，plc内部dc24v与0v之间，通过光电耦合器件、限流电阻、“上拉电阻”经公共端com构成电流回路，输入为“1”。
上拉电阻的阻值主要决定于plc输入光电耦合器件的驱动电流、plc内部输入电路的限流电阻阻值。通常情况下，其值为1.5—2kω，其计算公式与下拉电阻计算
公式相同。
增长共性或减少共性取决于连接的设备。
漏型有减少共性，打开时电流从负载流向单元。源型正相反，共性增加，电流从单元流向负载。
以上资料来源于网络，本人只是加以集合，以便应用。s7-200plc既可接漏型，也可接源型，而300plc一般是源型，欧美一般是源型，输入一般用pnp的开关，高电平输入。而日韩好用漏型，一般使用npn型的开关也就是低电平输入。所以选择plc的模块是要分清源型还是漏型的。
使用伺服的时候也应注意是线驱动，还是oc输出，因为这跟上位运动控制器有直接的联系。
实验二组合逻辑电路 一、实验目的 了解组合电路的设计方法；尝试用与非门组成简单组合电路。 二、实验原理 根据一定的逻辑功能设计出的逻辑电路，并不是唯一的，有繁有简。由于生产和使用与非门集成电路较多，所以，把一般函数式变换成只用与非门就能实现的函数式具有重要意义。这种函数式应包含逻辑乘及逻辑非运算，而且每个逻辑乘法之上必须有逻辑非运算（即与非-与非表达式。） 逻辑函数可以用真值表、逻辑表达式、卡诺图、逻辑图和波形图表示。它们之间有一定的换算规律。 三、实验仪器与器件： 1、数字实验箱一台； 2、集成电路与非门74LS00一块。 74LS00逻辑图 四、实验内容 （1）利用与非门组成与门电路；（2）利用与非门组成或门电路；（3）利用四个与非门组成异或门电路。 要求：（1）写出各个门电路的与非—与非表达式；
（2）画出逻辑电路，标出管脚； （3）自拟实验步骤，设计表格，测试电路的逻辑功能。 五、研究问题： 如何把与非门作为非门使用？
实验三集电极开路门和三态门 一、实验目的 掌握集电极开路门（OC门）和三态门（TSL门）的功能和应用。 二、实验设备与器件 1、数字电路实验箱一台； 2、OC门74LS22、TSL门74LS126各一块。 三、实验原理 在数字系统中，有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能，但普通的TTL门电路不允许将它们的输出端直接并联使用。而OC门和TSL 门是两种特殊的TTL门电路，它们允许将输出端并接在一起使用。 OC门与普通TTL与非门的区别仅是输出管的集电极是开路（悬空）的，使用时必须外接负载电阻Rc至电源。 三态门是在普通门电路的基础上，附加使能控制端和控制电路构成。除了通常的高、低电平两种低阻输出状态外，还有第三种输出状态（禁止状态），此时电路与负载之间相当开路。其主要作用是实现总线传输。 四、电路介绍 集电极开路门（OC门）：采用74SL22，集电极开路四输入二与非门。 三态门（TSL门）：采用74LS126，三态输出四总线缓冲器。 A为输入端，Y是输出端，G是工作方式控制端(也称禁止端或使能端)。 G=1时为正常工作状态，实现Y=A的逻辑功能；G=0时为禁止状态，输出端呈现高阻状态。 五、实验内容与方法： 1、测量OC门的逻辑功能。 （1）、按图1接线，输入端接逻辑电平，输出端接LED。检查无误后接上电源。 （2）、按表1改变四个输入状态，观察输出端电平显示，并用万用表测输出电压，填表1。 表1
TTL门电路和集电极开路门(基础知识复习) 2008-07-14 20:42 双极性数字集成电路中应用最广的为TTL电路 （Transister-Transister-Logic的缩写） TTL反相器的电路结构和工作原理 一、电路结构 TTL反相器电路结构如图2.4.1示，由三部分组成：T1、R1，D1构成的输入级；T2、R2、R3组成的倒相级，T4、T5、D2、R4组成输出级。输入端和输出端都是三极管结构。设电源电压Ec=+5v， A,B输入信号的高、低电平分别为：VIH=3.4v，VIL=0.2v，PN结的开启电压为VoN=0.7v。 1. A为低电平时，T1的发射结导通，并将T1的集电极电位钳在VIL+VoN=0.9v，由于T1的集电极回路电阻为R2和T2的b-c结反向电阻之和，阻值非常大?，所以T1工作在深度饱和区，Vces1 ~= 0。显然，T2的发射结不导通，T2截止，Vc2为高电平，Ve2为低电平，使T5截止，故 R2上的压降很小，Vc2~=Vcc，T4管导通。因此，输出为高电平VOH=3.6v。?? 2. 当输入信号为高电平VIH= 3.6v，假设暂不考虑T1管的集电极支路，则T1管的发射结均应导通，可能使Vb1=VIH+0.7= 4.3v。但是，由于Vcc经R1作用于T1管的集电极、T2和T5管的发射结，使三个PN结必定导通，Tb1=Vbc1+Vbe2+Vbe5=2.1v，使T1管的所有发射结均反偏，T1管处于截止工作状态，T1、T2和T5管饱和导通，Vo=VoL=Vces5=0.3v， Vc2=Vces2+Vbe5=0.3+0.7=1v，T4管截止。综上所述，TTL非门输入端输入低电平，输出即为高电平；当输入端输入高电平时，输出为低电平，实现了非逻辑功能. 什么是OC门？什么是OD门？ 匠人手记
什么是漏极开路（OD）？ 对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，原理分析 是一样的。 另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起OC或者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流， 有可能将输出口烧坏。 而上面说的OC或OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开（或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态，AVR单片机的一些IO口就是这种结构。 我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极c跟发射极e之间相当于断开），所以5v电源通过1 k电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断 开）。 我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低 电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 再看图三。图三中那个1k的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1k电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0（方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降），所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大（同上，不考虑实际中的漏电流），所以流过的电流为0，因此在1k电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5v了，这样就能输出高电平了。但是这个输出的内阻是比较大的（即1kω），如果接一个电阻为r的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏，即5/(1+1000/r)伏。所以，如果要达到一定的电压的话，r就不能太小。如果r真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给 提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。 如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个io口了（51的io口就是这样的结构，其中p0口内部不带上拉，而其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于p0口来说，就是高阻态了。 对于漏极开路（od）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，oc就变成了od，原理分析是 一样的。 另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起oc或者od来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而上面说的oc或od输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开（或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态，avr单片机的一些io口就是这种结构。
集电极开路输出 我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“ 0”时，输出也为“ 0”）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极c跟发射极e之间相当于断开），所以5v 电源通过1k电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“ T时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。 我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“ 1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 再看图三。图三中那个1k的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，贝U有电流从1k电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0 （方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0,另外对于三极管还存在饱和压降），所以在开关上的电压为0,即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大（同上，不考虑实际中的漏电流），所以流过的电流为0,因此在1k电阻上的压降也为0, 所以输出端的电压就是5v 了，这样就能输出高电平了。但是这个输出的内阻是比较大的（即1k?），如果接一个电阻为r的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*r/（r+1000）伏，即5/（1+1000/r）伏。所以，如果要达到一定的电压的话，r就不能太小。如果r真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。 如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个io 口了（51的io 口就是这样的结构，其中p0 口内部不带上拉，而其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于p0 口来说，就是高阻态了。 对于漏极开路（od）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，oc就变成了od,原理 分析是一样的。 另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时，则刚好相反。比起oc或者od来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强。如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而上面说的oc或od输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开 （或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态，avr单片机的一些
单片机IO端口工作原理（P0端口,漏极开路,推挽,上拉电阻,准双向口） 一、P0端口的结构及工作原理 P0端口8位中的一位结构图见下图： 输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，三态门有三个状态，即在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态。图中有一个是读锁存器的缓冲器，也就是说，要读取D锁存器输出端Q的数据，那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端（上图中标号为‘读锁存器’端）有效。图中另一个是读引脚的缓冲器，要读取P0.X引脚上的数据，也要使标号为‘读引脚’的这个三态缓冲器的控制端有效，引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。 D锁存器：一个触发器可以保存一位的二进制数（即具有保持功能），在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。图中的锁存器，D 端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q 非是反向输出端。 对于D触发器来讲，当D输入端有一个输入信号，如果这时控制端CP没有信号（也就是时序脉冲没有到来），这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了，这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。数据传送过来后，当CP时序控制端的时序信号消失了，这时，输出端还会保持着上次输入端D的数据（即把上次的数据锁存起来了）。如果下一个时序控制脉冲信号来了，这时D端的数据才再次传送到Q端，从而改变Q端的状态。
多路开关：在51单片机中，当内部的存储器够用（也就是不需要外扩展存储器时，这里讲的存储器包括数据存储器及程序存储器）时，P0口可以作为通用的输入输出端口（即I/O）使用，对于8031（内部没有ROM）的单片机或者编写的程序超过了单片机内部的存储器容量，需要外扩存储器时，P0口就作为‘地址/数据’总线使用。那么这个多路选择开关就是用于选择是做为普通I/O口使用还是作为‘数据/地址’总线使用的选择开关了。大家看上图，当多路开关与下面接通时，P0口是作为普通的I/O口使用的，当多路开关是与上面接通时，P0口是作为‘地址/数据’总线使用的。 输出驱动部份：从上图中我们已看出，P0口的输出是由两个MOS管组成的推拉式结构，也就是说，这两个MOS管一次只能导通一个，当V1导通时，V2就截止，当V2导通时，V1截止。 还有与门、与非门。 1、作为I/O端口使用时的工作原理 P0口作为I/O端口使用时，多路开关的控制信号为0（低电平），图中与门输出的也是一个0（低电平），V1管就截止，且多路开关是与锁存器的Q非端相接的（即P0口作为I/O口线使用）。 P0口用作I/O口线，其由数据总线向引脚输出（即输出状态）的工作过程：当写锁存器信号CP有效，数据总线的信号→锁存器的输入端D→锁存器的反向输出Q非端→多路开关→V2管的栅极→V2的漏极到输出端P0.X。由于当多路开关的控制信号为低电平0时，与门输出为低电平，V1管是截止的，所以作为输出口时，P0是漏极开路输出，类似于OC门，当驱动上接电流负载时，需要外接上拉电阻。 下图就是由内部数据总线向P0口输出数据的流程图（红色箭头）。
实验 4 集电极开路门与三态输出门的应用 实验目的 1. 掌握 TTL 集电极开路(OC)门的逻辑功能及应用。 2. 掌握 TTL 三态(3S)输出门的逻辑功能及应用。 实验仪器设备与元器件 1．硬件基础电路实验箱，双踪示波器，数字万用表。 2．74LS00，74LS03，CC4011，74LS125 各一块。 实验概述 1.TTL 集电极开路门 图1.4-1所示是一个TTL 二输入集电极开路与非门的逻辑符号和内部电路。 OC 门的使用方法如下： (1) 利用OC 门“线与”特性完成特定逻辑功能。 图1.4.2所示，输出端实现了线与的逻辑功能： 若有一个门的输出为低电平，则F 输出为低，当所有门的输出为高电平，F 输出为高，即在输出端实现了线与的逻辑功能。 (2) 利用OC 门可实现逻辑电平的转换 改变上拉电阻R L 的电源V L 的电压，输出端的逻辑电平会跟V L 改变。不同电平的逻辑电
路可以用OC 门连接。 (3) OC 门用于驱动 OC 门的输出电流较大，可驱动工作电流较大的电子器件。图1.4.3所示是用OC 门驱动发光二级管的低电平驱动电路。 3. TTL 三态门图1. 4.4所示为三态门的逻辑符号和内部结构图，控制端为低有效。 实验内容 1. OC 门的特性及其应用 (1) 参考图1.4.2，用OC 门74LS03验证 OC 门的“线与”功能。R L 为1k Ω时，写出输出F 的表 达式，观测输出与输入信号的逻辑关系，将数据填入自制表格中。 (2) 参考图1.4.7, 验证OC 门74LS03的特性,输入A 、B 接逻辑电平输出信号，输出端Y 接直流电 压表。V L 接+5V,电阻R L 为4.7k, 观测输出与输入信号的逻辑关系，如果去掉R L , 观测输出信号 的变化。V L 改接+15V ， 检测输出信号的高电平和低电平电压。 (3) 参考图1.4-8，用OC 门74LS03驱动COMS 电路与非门CD4011,V L 接+5V ，调节电位器R w ，
单片机学习之推挽输出与漏极开路输出方式 push- pull输出就是一般所说的推挽输出，在cmos电路里面应该较cmos输出更合适，因为在cmos里面的push－pull输出能力不可能做得双极那么大。输出能力看ic内部输出极n管p管的面积。和开漏输出相比，push－pull的高低电平由ic的电源低定，不能简单的做逻辑操作等。push－pull是现在cmos电路里面用得最多的输出级设计方式。 一.什么是oc、od 集电极开路门(集电极开路oc 或源极开路od) open-drain是漏极开路输出的意思，相当于集电极开路(open-collector)输出，即ttl中的集电极开路（oc）输出。一般用于线或、线与，也有的用于电流驱动。 open-drain是对mos管而言，open-collector是对双极型管而言，在用法上没啥区别。 开漏形式的电路有以下几个特点： 1.利用外部电路的驱动能力，减少ic内部的驱动。或驱动比芯片电源电压高的负载. 2. 可以将多个开漏输出的pin，连接到一条线上。通过一只上拉电阻，在不增加任何器件的情况下，形成“与逻辑”关系。这也是i2c，smbus等总线判断总线占用状态的原理。如果作为图腾输出必须接上拉电阻。接容性负载时，下降延是芯片内的晶体管，是有源驱动，速度较快；上升延是无源的外接电阻，速度慢。如果要求速度高电阻选择要小，功耗会大。所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。 3.可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。例如加上上拉电阻就可以提供ttl/cmos电平输出等。 4.开漏pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平。一般来说，开漏是用来连接不同电平的器件，匹配电平用的。 5.正常的cmos输出级是上、下两个管子，把上面的管子去掉就是open-drain了。这种输出的主要目的有两个：电平转换和线与。 6.由于漏级开路，所以后级电路必须接一上拉电阻，上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。这样你就可以进行任意电平的转换了。 7.线与功能主要用于有多个电路对同一信号进行拉低操作的场合，如果本电路不想拉低，就输出高电平，因为open-drain上面的管子被拿掉，高电平是靠外接的上拉电阻实现的。（而正常的cmos输出级，如果出现一个输出为高另外一个为低时，等于电源短路。） 8.open-drain提供了灵活的输出方式，但是也有其弱点，就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电，所以当电阻选择小时延时就小，但功耗大；反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求，则建议用下降沿输出。 二.什么是线或逻辑与线与逻辑？
实验四 TTL 集电极开路门和三态输出门测试 一、实验目的 1 、掌握 TTL 集电极开路门 (OC 门的逻辑功能及应用。 2 、了解集电极负载电阻 RL 对集电极开路门的影响。 3 、掌握 TTL 三态输出门 (3S 门的逻辑功能及冈山。 二、实验原理 数字系统中有时需要把两个或两个以上集成逻辑门的输出端直接并接在一起完成一定的逻辑功能。对于普通的 TTL 电路 , 由于输出级采用了推拉式输出电路 , 无论输出是高电平还是低电平 , 输出阻抗都很低。因此 , 通常不允许将它们的输出端并接在一起使用 , 而集电极开路门和三态输出门是两种特殊的 TTL 门电路 , 它们允许把输出端直接并按在一起使用 , 也就是说 , 它们都具有 " 线与 " 的功能。 1 、 TTL 集电极开路门 (OC 门 本实验所用 OC 门型号为 2 输入四与非门 74LS03, 引脚排列见附录。工作时 , 输出端必须通过一只外接电阻 RL 和电源 Ec 相连接 , 以保证输出电平符合电路要求。 OC 门的应用主要有下述三个方面 : (l 电路的 " 线与 " 特性方便的完成某些特定的逻辑功能。图4 · l 所示 , 将两个 OC 门输出端直接并接在一起 , 则它们的输出 F=FA·FB=A1A2·B1B2 =A1A2+B1B2 图 4-1 0C 与非门 " 线与 " 电路图 4-2 0C 与非门负载电阻 RL 的确定 即把两个 ( 或两个以上〉 OC 与非门 " 线与 " 可完成 " 与或非 " 的逻辑功能。 (2 实现多路信息采集 , 使两路以上的信息共用一个传输通道 ( 总线。
(3 实现逻辑电平转换 , 以推动荧光数码管、继电器、 MOS 器件等多种数字集成电路。 OC 门输出并联运用时负载电阻 RL 的选择 : 如图 43 所示 , 电路由 n 个 OC 与非门 " 线与 " 驱动有 m 个输入端的 N 个 TTL 与 1Hl, 为保证 OC 门输出电平符合逻辑要求 , 负载屯阻 RI 阻值的选抨范围为: 式中 :IOH 一一 -OC 门输出管截止时 ( 输出高电平 VOEf 〉的漏电流〈约为 50uA ILM 一一一 OC 门输出低电平 VOL 时允许最大灌入负载电流 ( 约为 2OmA ItH 一一 -负载门高电平输入电流 (<5011A Itl, 一一负载门低电平输入电流 (<1.6mA Ec 一 -RL 外接电源电压 n 一一 OC 门个数 N 一一负载门个数 M 一一接入电路的负载门输入端总个数 RL 值须小于 RLmax, 否则 VOEt 将下降 ,RL 值须大于 RLmiI1, 否则 VOL 将上升 , 又 RL 的大小会影响输出波形的边沿时间 , 在工作速度较高时 ,RL 应尽量选取接近 RIAin 。 2 、 TTL 三态输出门 (3S 门
集电极开路、漏极开路、推挽、上拉电阻、 弱上拉、三态门、准双向口 集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路；左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”。 对于图 1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止，所以5v电源通过1k电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止。 我们将图1简化成图2的样子，很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 图3中那个1k的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1k电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0（方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降），所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大（同上，不考虑实际中的漏电流），所以流过的电流为0，因此在1k 电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5v了，这样就能输出高电平了。 但是这个输出的内阻是比较大的——即1k，如果接一个电阻为r的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏，所以，如果要达到一定的电压的话，r就不能太小。如果r 真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值。另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。 如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个IO口了，51
集电极开路TTL门（OC门） ⑴TTL与非门输出端并联后出现的问题 在实际应用与非门时，某些场合希望能将多个门的输出端连在同一根导线上。在数字系统中，称公共导线为总线（BUS）,为传输各门信息的公共通道。但是对于推拉输出的TTL与非门，当各个门的输出不是相同的逻辑状态时不能这样使用。有两个推拉输出的TTL与非门，若在一个门输出为高电平（即该门关门），另一个门输出为低电平（即该门开门）时， 图1 两个TTL与非门输出端直接相连的错误接法
将两个门的输出端并联成图1所示电路。由于在具有推拉式输出级的电路中，无论输出是高电平还是低电平，输出电阻都很小，输出端并接后将有很大的电流i同时流过两个门的输出级，该电流远远超过了与非门的正常工作电流，足以使V3、V4 过载而损坏，更为严重的是并联后的输出电压既非逻辑1亦非逻辑0，这种不确定状态是不允许出现的。因此，推拉输出的TTL与非门输出端是不允许并联使用的。 ⑵集电极开路的与非门结构和符号 避开低阻通路，把输出级改为集电极开路的结构就可以解决推拉输出的TTL与非门的输出不允许接至同一总线上的问题。如图2（a）所示，这种门称为集电极开路的与非门（OC门）。它与推拉输出的与非门的区别是用外接电阻RC代替R4、V3、VD3，电源VC与VCC可以不是同一个。这种门电路在工作时需要外接负载电阻和电源。只要电阻的阻值和电源电压的数值选择得当，就能够做到既保证输出的高、低电平符合要求，输出端三极管的负载电流又不过大。
图2 TTL开路门（a）电路结构；（b）符号。 当几个OC门的输出端相连时，一般可共用一个电阻RC和电源VC，如图3(a)、（b）分别给出它们的符号和电路结构。 图3 OC门的线与连接图4 OC门上拉电阻的计算 图3中Y1输出高电平，Y2输出低电平时，负载电流同样会通过RC 流向Y2的输出管V4。但可以把外接电阻RC选得足够大，使得电流很小，确保Y1的输出管能可靠饱和，输出Y为低电平。当然RC也不能过大，否则会降低OC门的输出高电平。图4中，当相连的OC门中至少有一个输出为低电平时，总输出为低电平；当两个OC门的输出都为高电平时，则总输出为高电平。可见它能实现输出端相“与”的功能。输出
三极管集电极开路输出结构图解
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三极管集电极开路输出结构图解 集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路;左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”。 对于图 1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止，所以5v 电源通过1k电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通;当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止。 我们将图1简化成图2的样子，很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能
输出高电平的。 图3中那个1k的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1k电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降)，所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大(同上，不考虑实际中的漏电流)，所以流过的电流为0，因此在1k 电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5v了，这样就能输出高电平了。 但是这个输出的内阻是比较大的——即1k，如果接一个电阻为r的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏，所以，如果要达到一定的电压的话，r就不能太小。如果r 真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值。另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。 如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个IO口了，51的IO口就是这样的结构，其中P0口内部不带上拉，而其它三个口带内部上拉。当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。
集电极开路门与三态输出门的应用实验报告 一、 实验目的 掌握TTL 集电极开路(OC)门和三态(3S)输出门的逻辑功能及应用。 二、 实验器件 试验箱、万用表 三、 实验内容及数据 1. OC 门的特性及其应用 (1) 参考图1.4.2，用OC 门74LS03验证 OC 门的“线与”功能。R L 为1k Ω时，写出输出F 的表达式，观测输出与输入信号的逻辑关系，将数据填入自制表格中。 电路接线：5V ：14 GND ：7 十六位逻辑电平输出：4、5、13、12 十六位逻辑电平显示：电阻（1K ） 电阻（1K ）：6（6与11相连） A B C D F 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1
原理：两个与非门相连，逻辑公式为：逻辑公式：F=(AB)’(CD)’ (2) 参考图1.4.7, 验证OC 门74LS03的特性,输入A 、B 接逻辑电平输出信号，输出端Y 接直流电压表。V L 接+5V,电阻R L 为4.7k, 观测输出与输入信号的逻辑关系，如果去掉R L , 观测输出信号的变化。V L 改接+15V ， 检 测输出信号的高电平和低电平电压。 电路接线：5V ：14 GND ：7 十六位逻辑电平输出：4、5 十六位逻辑电平显示：电阻（1K ） 电阻（1K ）：6 原理：两个与非门相连，逻辑公式为：逻辑公式：Y=(AB)’ 逻辑关系表： A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 (3) 参考图1.4-8，用OC 门74LS03驱动COMS 电路与非门CD4011,V L 接+5V ，调节电位器R w ，观察上拉电阻的取值对输出端Y 的电平的影响。要求输出信号Y 的高电平不小于3.5V, 低电平不大于0.3V,实验求出上拉电阻的取值范围。 去掉R L ，信号灯亮度增加，逻辑关系不变。 V L 改接+15V ，高电平电压：3.05 低电平电压：0.22 V L 改接+15V ，高电平电压：9.60 低电平电压：0.10
集电极开路输出 在应用PLC、变频器和伺服电机等自动控制设备使时，通常会遇到集电极开路输出的接口输出形式，那么什么是集电极开路输出呢？ 集电极开路（Open Collector，在数字电路中简称OC门）电路中的“集”就是指三极管的集电极。集电极开路输出其实就是控制三极管工作在截止区或者饱和区的一种工作状态。三极管符号如图1所示： 图1：左边为PNP型三极管，右边为NPN型三极管。其中，基极用B（base）表示，集电极用C（collector）表示，发射极用E（emitter）表示。 典型的集电极开路电路如图2所示。电路中右侧晶体管的集电极（output）什么都不接，所以叫做集电极开路。右侧的三极管用作反向作用，即左侧（input）输入为0时左侧的三极管截至，VCC通过电阻加到右侧三极管基极，右侧的三极管导通，右侧输出端连接到地，输出0。 图2典型集电极开路电路
从图2中可以看出，集电极开路输出是无法输出高电平的。如果想要输出高电平，；可以在输出端加上上拉电阻。因此集电极开路输出可以用作电平转换，通过上拉电阻上拉至不同的电压，来实现不同的电平转换。用做驱动器时，由于OC门电路的输出管的集电极悬空，使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。OC门通过上拉电阻可以输出高电平，此外，为了加大输出引脚的驱动能力，从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑，上拉电阻应当选择足够大，从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。 将OC门输出连接在一起时，在通过一个电阻接外电源，可以实现“线与”逻辑关系。只要电阻的阻值和外电源电压的数值选择得当，就即能保证输出的高低电平符合要求，也能保证三极管的负载电流不至于过大。 集电极开路输出除了可以实现多门的线与逻辑关系外，通过使用大功率的三极管还可以直接驱动交大电流的负载，如继电器、脉冲变压器、指示灯等。
[课程]集电极开路输出 集电极开路输出 我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”)。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止(即集电极c跟发射极e之间相当于断开)，所以5v电源通过1k电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止(相当于开关断开)。 我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载(即使很轻的负载)到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 再看图三。图三中那个1k的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1k电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降)，所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大(同上，不考虑实际中的漏电流)，所以流过的电流为0，因此在1k电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5v了，这样就能输出高电平了。但是这个输出的内阻是比较大的(即 1kω)，如果接一个电阻为r的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*r/(r+1000)伏，即5/(1+1000/r)伏。所以，如果要达到一定的电压的话，r 就不能太小。如果r真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关
逻辑门电路 一、选择题 1. 对三态门，是正确的说法。 A.输出有高阻态、0态、1态 B.输出高阻态时相当于输出悬空 C.输出电压不高不低 D.用于总线传输 2. 以下电路中可以实现“线与”功能的有。 A.与非门 B.三态输出门 C.集电极开路门 D.漏极开路门 3．以下电路中常用于总线应用的有。 A.T S L门 B.O C门 C.漏极开路门 D.C M O S与非门 4．对于T T L与非门闲置输入端的处理，可以。 A.接电源 B.悬空 C.接地 D.与有用输入端并联 5.C M O S数字集成电路与T T L数字集成电路相比突出的优点是。 A.微功耗 B.高速度 C.高抗干扰能力 D.电源范围宽 二、判断题（正确打√，错误的打×） 1．TTL与非门的多余输入端可以接固定高电平。（√） 2．当TTL与非门的输入端悬空时相当于输入为逻辑1。（√） 3．普通的逻辑门电路的输出端不可以并联在一起，否则可能会损坏器件。（√） 4．CMOS或非门与TTL或非门的逻辑功能完全相同。（√） 6．三态门的三种状态分别为：高电平、低电平、不高不低的电压。（×） 7．TTL集电极开路门输出为１时由外接电源和电阻提供输出电流。（√） 8．一般TTL门电路的输出端可以直接相连，实现线与。（×） 9．CMOS OD门（漏极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。（√） 10．TTL OC门（集电极开路门）的输出端可以直接相连，实现线与。（√） 三、填空题 1.集电极开路门的英文缩写为门，工作时必须外加和。2．O C门称为门，多个O C门输出端并联到一起可实现功能。第三章答案 一、选择题
1．ABD 2．CD 3．A 4．ABD 5．ACD 二、判断题 １.√２.√３.√４.√ ６.×7.√ 8.×9.√ 10.√ 三、填空题 １．OC 电源负载 ２．集电极开路门线与
集电极开路输出（OC）、漏极开路输出（OD）、推挽输出一、集电极开路（OC）-->(输出低电平电流大，输出高电平电流小) 我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管的集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出也为“0”）。 对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极c 跟发射极e之间相当于断开），所以5v电源通过1k电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。 我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，如果后面一个电阻负载（即使很轻的负载）到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。 再看图3，图3中那个1k的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1k电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0（方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降），所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大（同上，不考虑实际中的漏电流），所以流过的电流为0，
因此在1k电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5v了，这样就能输出高电平了。但是这个输出的内阻是比较大的（即1kω），如果接一个电阻为r的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为 5*r/(r+1000)伏，即5/(1+1000/r)伏。所以，如果要达到一定的电压的话，r就不能太小。如果r真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1k的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。 如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个IO 口了（51的IO口就是这样的结构，其中P0口内部不带上拉，而其它三个口带内部上拉），当我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0口来说，就是高阻态了。
集电极开路、漏极开路、上拉电阻、下拉电阻等接口相关基本概念 1.1.1 接口相关电路及概念 1. 集电极开路输出 在电路中常会遇到漏极开路（Open Drain）和集电极开路（Open Collector）两种情形。漏极开路电路概念中提到的“漏”是指MOSFET的漏极。同理，集电极开路电路中的“集”就是指三极管的集电极。在数字电路中，分别简称OD门和OC门。 典型的集电极开路电路如图所示。电路中右侧的三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路，左侧的三极管用于反相作用，即左侧输入“0”时左侧三极管截止，VCC通过电阻加到右侧三极管基极，右侧三极管导通，右侧输出端连接到地，输出“0”。
从图中电路可以看出集电极开路是无法输出高电平的，如果要想输出高电平可以在输出端加上上拉电阻。因此集电极开路输出可以用做电平转换，通过上拉电阻上拉至不同的电压，来实现不同的电平转换。 用做驱动器。由于OC门电路的输出管的集电极悬空，使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。OC门使用上拉电阻以输出高电平，此外为了加大输出引脚的驱动能力，上拉电阻阻值的选择原则，从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。 将OC门输出连在一起时，再通过一个电阻接外电源，可以实现“线与”逻辑关系。只要电阻的阻值和外电源电压的数值选择得当，就能做到既保证输出的高、低电平符合要求，而且输出三极管的负载电流又不至于过大。 集电极开路输出除了可以实现多门的线与逻辑关系外，通过使用大功率的三极管还可用于直接驱动较大电流的负载，如继电器、脉冲变压器、指示灯等。 2. 漏极开路输出 和集电极开路一样，顾名思义，开漏电路就是指从MOSFET的漏极输出的电路。典型的用法是在漏极外部的电路添加上拉电阻到电源如图所示。完整的开漏电路应由开漏器件和开漏上拉电阻组成。这里的上拉电阻R的阻值决定了逻辑电平转换的上升/下降沿的速度。阻值越大，速度越低，功耗越小。因此在选择上拉电阻时要兼顾功耗和速度。标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路，才能具备双向输入、输出的能力。
1. 集电极开路输出 在电路中常会遇到漏极开路（Open Drain）和集电极开路（Open Collector）两种情形。漏极开路电路概念中提到的“漏”是指MOSFET的漏极。同理，集电极开路电路中的“集”就是指三极管的集电极。在数字电路中，分别简称OD门和OC门。 典型的集电极开路电路如图所示。电路中右侧的三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路，左侧的三极管用于反相作用，即左侧输入“0”时左侧三极管截止，VCC通过电阻加到右侧三极管基极，右侧三极管导通，右侧输出端连接到地，输出“0”。 从图中电路可以看出集电极开路是无法输出高电平的，如果要想输出高电平可以在输出端加上上拉电阻。因此集电极开路输出可以用做电平转换，通过上拉电阻上拉至不同的电压，来实现不同的电平转换。 用做驱动器。由于OC门电路的输出管的集电极悬空，使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。OC门使用上拉电阻以输出高电平，此外为了加大输出引脚的驱动
能力，上拉电阻阻值的选择原则，从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。 将OC门输出连在一起时，再通过一个电阻接外电源，可以实现“线与”逻辑关系。只要电阻的阻值和外电源电压的数值选择得当，就能做到既保证输出的高、低电平符合要求，而且输出三极管的负载电流又不至于过大。 集电极开路输出除了可以实现多门的线与逻辑关系外，通过使用大功率的三极管还可用于直接驱动较大电流的负载，如继电器、脉冲变压器、指示灯等。 2. 漏极开路输出 和集电极开路一样，顾名思义，开漏电路就是指从MOSFET的漏极输出的电路。典型的用法是在漏极外部的电路添加上拉电阻到电源如图所示。完整的开漏电路应由开漏器件和开漏上拉电阻组成。这里的上拉电阻R的阻值决定了逻辑电平转换的上升/下降沿的速度。阻值越大，速度越低，功耗越小。因此在选择上拉电阻时要兼顾功耗和速度。标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路，才能具备双向输入、输出的能力。