关于ARM的GPIO口的四种方式解说

4． 钳位二极管

GPIO内部具有钳位保护二极管，如图1.4所示。其作用是防止从外部管脚Pin输入的电压过高或者过低。VDD正常供电是3.3V，如果从Pin输入的信号（假设任何输入信号都有一定的内阻）电压超过VDD加上二极管D1的导通压降（假定在0.6V左右），则二极管D1导通，会把多于的电流引到 VDD，而真正输入到内部的信号电压不会超过3.9V。同理，如果从Pin输入的信号电压比GND还低，则由于二极管D2的作用，会把实际输入内部的信号电压钳制在－0.6V左右。

假设VDD＝3.3V，GPIO设置在开漏模式下，外接10kΩ上拉电阻连接到5V电源，在输出“1”时，我们通过测量发现：GPIO管脚上的电压并不会达到5V，而是在4V上下，这正是内部钳位二极管在起作用。虽然输出电压达不到满幅的5V，但对于实际的数字逻辑通常3.5V以上就算是高电平了 (armjishu.com)。

如果确实想进一步提高输出电压，一种简单的做法是先在GPIO管脚上串联一只二极管（如1N4148），然后再接上拉电阻。参见图1.5，框内是芯片内部电路。向管脚写“1”时，T1关闭，在Pin处得到的电压是3.3＋VD1＋VD3＝4.5V，电压提升效果明显；向管脚写“0”时，T1导通，在 Pin处得到的电压是VD3＝0.6V，仍属低电平。