1.关于输入输出
GPIO(通用输入输出)是嵌入式系统中常见的硬件接口,用于控制和监测数字信号。
它通常分为:普通数字输入输出和高速输入输出。
2.数字输入输出
数字输入输出:Digital Input/Output, 简称DIO。
数字输入输出是指在嵌入式系统、微控制器或计算机系统中用于处理二进制信号的硬件接口。
数字输入输出端口只能处理两种状态,通常表示为0和1,即低电平(0)和高电平(1)。
一般也叫数字输入输出为低速输入输出。
2.1、数字输入
数字输入是指只处理两种状态的输入信号:高电平和低电平(通常用0和1来表示),即从外部设备读取二进制信号,确定信号是高电平(1)还是低电平(0)。
它是一种离散信号,与模拟输入(可以处理连续变化的电压或电流,一般是电压)相对。
两种状态:数字输入只能识别两个明确的状态:高电平(如5V或24V)或低电平(如0V)。
高电平(High Level):表示输入端的电压在一定阈值之上(例如24V系统中为大约20V-24V)。
低电平(Low Level):表示输入端的电压在一定阈值之下(例如24V系统中为0V-5V)。
这通常用于检测外部环境或设备的状态。
比如按钮或开关检测:当用户按下按钮时,输入端口接收到高电平或低电平,微控制器根据此信号做出相应的操作。
比如传感器数据读取:红外传感器、光电开关等,当传感器检测到目标物体时,会输出一个高或低电平信号,系统通过数字输入读取这些信号。
2.1、数字输出
数字输出是指微控制器或计算机系统输出二进制信号到外部设备,用于控制其状态。
通过数字输出,系统可以发送**高电平(1)或低电平(0)**信号,以驱动或控制外部设备。
微控制器或计算机向数字输出端口写入高或低电平信号,通过控制输出电压,来控制外部设备的开关状态或工作模式。
可在LED控制和继电器驱动上有应用场景:
继电器驱动:系统可以通过输出高电平或低电平来控制继电器的开关,从而间接控制高功率设备。需要注意输出口最大允许的输出电流,比如最大电流为0.5A,就可以直接驱动部分电磁阀;
LED控制:系统可以通过数字输出端口控制LED的点亮或熄灭。如果输出为高电平,LED点亮;输出为低电平,LED熄灭。
3.高速输入输出
高速输入输出:High-Speed Input/Output,简称HSIO。
高速输入输出(HSIO)与普通的GPIO相比,主要区别在于数据传输的速度和信号的响应时间。
HSIO通常用于处理需要较高频率的信号传输,适合实时性要求较高的场景。
一般也叫高速输入输出为脉冲输入输出。
3.1、高速输入
特点:能够检测快速变化的信号,例如编码器、传感器的、脉冲计数器等高速脉冲信号。系统能够及时识别这些脉冲,以实现精准的计数或位置跟踪。
应用:广泛用于自动化系统中的编码器信号读取、位置传感器输入等。
3.2、高速输出
特点:用于生成高频率的脉冲信号,如脉宽调制(PWM)信号,控制电机的速度或亮度等。这种输出可以在短时间内改变状态,以满足特定的控制需求。
应用:例如控制电机的转速、LED的亮度调节或生成用于控制伺服电机的脉冲。