推挽和開漏是單片機的輸出模式，屬于I/O口配置的常見類型。
開漏（Open-Drain）和推挽（Push-Pull）是兩種根本不同的輸出電路結構，理解它們的區別是正確使用任何單片機（包括51和STM32）GPIO的關鍵。
一、核心比喻
推挽輸出 (Push-Pull)：就像兩個人力氣很大的水手，一個專門負責從井里打水（推，輸出高電平），另一個專門負責把水倒掉（挽，輸出低電平）。他們能主動且有力地輸出明確的“有水”（1）或“沒水”（0）狀態。
形象：雙向主動，驅動能力強。
開漏輸出 (Open-Drain)：就像只有一個負責倒水的水手，他能很用力地把水倒掉（輸出強低電平0），但他完全不會打水。當他不倒水時，輸出狀態是懸空的（高阻態），相當于“不表態”。這個“不表態”的狀態需要外部一個上拉電阻拉到“有水”（1）的狀態，才能真正形成高電平。
形象：只能主動拉低，不能主動拉高，需要外部幫助。
二、電路原理與區別
為了更直觀地理解，可以參考下面的簡化電路模型：
如圖所示，它們的根本區別在于：
推挽：內部有上下兩個MOS管，總是處于一個導通另一個截止的狀態，因此可以獨立、強效地輸出高電平和低電平。
開漏：內部只有下拉的MOS管（NMOS）。當這個管子導通時，輸出被強力拉到低電平（GND）；當它截止時，輸出引腳與地斷開（“開路”或“漏極開路”），相當于斷開狀態，其電平由外部電路決定。
三、應用場景
基于以上根本區別，它們的使用場景完全不同：
什么時候用?推挽輸出？
推挽輸出是最常用的模式，用于絕大多數需要直接驅動負載和數字信號輸出的場景。
驅動LED、繼電器、蜂鳴器等器件：
因為推挽輸出高低電平均有較強的驅動能力（例如STM32引腳可輸出和吸收幾十mA電流），可以直接點亮LED或驅動小型繼電器。
數字通信協議（單向、高速）：
如?SPI、I2S、USB、SDIO?等。這些協議需要清晰的、驅動能力強的波形來保證通信速度和穩定性。推挽輸出可以提供快速上升沿和下降沿。
生成PWM波：
驅動電機、舵機等都需要清晰的PWM波形，必須使用推挽輸出。
簡單總結：只要你需要引腳自己獨立、明確、有力地輸出高電平和低電平，就用推挽輸出。
什么時候用?開漏輸出？
開漏輸出主要用于需要?“線與”（Wire-AND）、電平轉換?和?雙向通信?的場景。
實現“線與”功能（最經典的用途）：
多個開漏輸出的引腳可以直接連接在一起，共用一個上拉電阻。
規則：只要任何一個輸出腳主動輸出低電平（0），整個線路就是低電平（0）。只有當所有輸出腳都釋放（不輸出低電平，即高阻態）時，線路才被上拉電阻變為高電平（1）。
應用：I2C?總線是開漏輸出最典型的例子。I2C上的多個設備都可以通過拉低總線來發送信號，而不會因為一個設備輸出高電平另一個輸出低電平而產生短路沖突。這實現了多主機仲裁和雙向通信。
電平轉換（Voltage Level Shifting）：
這是開漏輸出一個極其有用的特性。因為開漏引腳本身不產生高電平，高電平電壓完全由外部上拉電阻所連接的電源電壓（VCC）決定。
例子：STM32是3.3V供電，但需要和一個工作電壓為5V的設備通信。可以將STM32引腳設置為開漏模式，外部上拉電阻接到5V。當STM32輸出低電平（0）時，是0V；當STM32釋放總線（輸出1）時，線路被上拉到5V。這樣就實現了從3.3V到5V的電平轉換，非常簡單成本低。
驅動高于芯片電壓的設備：
原理同上。比如用3.3V單片機驅動一個5V的繼電器線圈，就可以使用開漏模式，外接5V上拉。
四、對比總結表
| 特性 | 推挽輸出 (Push-Pull) | 開漏輸出 (Open-Drain) |
|---|---|---|
| 輸出能力 | 強，可主動輸出高電平和低電平 | 弱，只能主動輸出低電平，高電平靠外部上拉 |
| 輸出狀態 | 確定（永遠是0或1） | 不確定（不輸出時呈高阻態，電平由外部決定） |
| 速度 | 快，上升沿和下降沿都較陡峭 | 慢，上升沿依靠上拉電阻，電阻越大速度越慢 |
| 功耗 | 高低電平切換時存在瞬時導通電流，功耗相對較高 | 靜態功耗低，但上升沿慢可能導致動態功耗增加 |
| 關鍵應用 | 1. 驅動LED、繼電器等 2. SPI, I2S等高速總線 3. 產生PWM波 | 1.?I2C、One-Wire等支持“線與”的總線 2.?電平轉換 3. 驅動高于芯片電壓的設備 |
簡單決策流程：
驅動普通外設（LED、數碼管等）？?->?推挽輸出
用在I2C總線上？?->?開漏輸出?（注意：I2C協議必須用開漏模式！）
需要和不同電壓的器件通信？?->?開漏輸出 + 外部上拉到目標電壓
不確定？?-> 優先選擇推挽輸出，這是最通用和直接的模式。
