从PN结到GPIO工作模式
1.pn结（以及pn结原理制成的二极管）
规定的电流方向和电子移动方向相反。
1.1类比人类动脉血管的血管瓣膜，可以控制血流方向
1.2可以用来防止正负极反接，保护电路；构造整流桥将交流电变为直流电（电压不稳）
1.3一定大的反向直流电，可以将其击穿，不会损坏，但是失去单向到导通的能力。
1.4可以做成二极管，符号如下：
2.从pn结到pnp(npn) (从二极管到三极管)
2.1 NPN型三极管
2.1.1 一旦施加一个如图所示的小电流，从+到-的大电流就可以通过；如果小电流消失，那么从+到-就会断路。也就是说，可以用小电流完全控制大电流
2.1.2 从左到右依次命名为：发射极(e for emit), 基极( b for base), 集电极( c for collector)，这个命名只要用电子的角度考虑就非常显然 了。发射电子，和收集电子
2.1.3 电路符号
2.1.3.1 注意特点：箭头代表电流方向，总是从 P -> N
2.1.3.2 箭头出发的方向一定要接小电流的正极，箭头的起始点代表了小电流从基极(b)出发，流向发射极(e)
2.2.1 PNP型三极管
2.2.3 电路符号
2.3三极管总结：
不论是 NPN 还是 PNP 三极管，一方面电流总是 P -> N ; 另一方面，控制的大电流方向总是和小电流方向一致。
2.4 缺点：总是要穿过两个PN 结，总是要消耗 一部分能量，为了克服这个缺点，有了mos管的产生
3.从PNP到场效应管(JEFT)
3.1 原理：pn结反向导电形成绝缘区域，没有达到击穿电压前，电压越大，绝缘区域越大
3.2 依据3.1开发了场效应管 JFET(Junction Field-Effect Transistor)
3.2.1这样，当左右负电压消失，绝缘区域就会消失，上下通过的大电流并不需要穿过pn结，也就避免了能量损失。
3.2.2 各部分命名如下：
3.2.3 符号如下：
3.2.4 参考三极管，箭头的方向总是由 P->N 正极指向负极，也就是电流方向，所以3.2.3中竖线代表的是中间部分，因为是流入，所以是N极，所以是PNP型 场效应管，也叫 N-JFET
3.2.5 NPN型场效应管类似，也叫 P-JFET
3.2.6缺点：绝缘区域不稳定，电压大的时候容易漏电
4.从 JEFT 到 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)
4.1 针对3.2.6，最重要的改进是，保证初始状态就可以是断开，而不需要加电压，才能通过绝缘区域断开，这里使用了电容聚集电子的能力，来充当三极管里面的微小电流。
4.2 NMOS原理以及各部分命名如下:
4.2.1因为衬底和源极都是负极，一般情况下还可以简化：
4.3 NMOS 和 PMOS的符号
4.3.1这里的箭头表明了衬底是P还是N，老办法，箭头是从P -> N.
4.3.2 s for source 是说电子的源泉，也就是负极
4.4 寄生二极管（寄生PN结)
4.4.1 由于PN结的存在，正常情况下如下：
4.4.2但是一旦改变电流反向，由于s和衬底直连，导致无论g有没有电压，都会被接通：
4.4.3因此，mos是不能调换d，s极的，而且，一般原理图会显示标注出这个寄生二极管。
4.5 基本应用：mos管控制大功率led
4.5.1 需要配置下拉电阻。作用1：当按键没有接通的时候，由于断路，g的电平（也就是g点和阴极之间的电势差是0V，d无法流向s，因此led无法点亮；作用2：会问，那我直接接地不就好了，为什么要放一个电阻，那么情况按键按下，电路闭合，如果不放置电阻，直接短路流回阴极。
5.标准双向IO口（以51单片机p1端口为例)
5.1标准双向io口的输入模式：
5.1.1 让寄存器 sfr = 1，完成输入模式的设定，mos管断开。
此时， 相当于只有vcc -> 上拉电阻 -> p1.0， 这个时候p1.0和 阴极的电势差就是 5V，因为并没有导通，所以电流=0，因此电阻分到的电压就是0V，因此p1.0的电压就是电源电压。
5.1.2 一旦按键按下，p1.0就相当于和阴极直连（不经过任何用电器），因此电压就是0v，上拉电阻分到了所有电源电压。输入电路和阴极的电势差就是0v。因此sfr=0， 也就是说，sfr现在的值完全由外部电路（按键电路）确定了，也就是所谓的输入模式。但是这时候sfr=0，会不会影响mos管的开关呢？不会，因为sfr其实是两个寄存器在一个地址，简化地看就是输入，输出分别对应一个寄存器，互相独立。
5.2 标准双向io口的 输出 模式：
5.2.1 led接地是不行的，一方面无法控制电路，一方面电阻分压后，led电压不足，不亮或者非常暗淡。
5.2.2 led接vcc
1.pn结（以及pn结原理制成的二极管）
规定的电流方向和电子移动方向相反。
1.1类比人类动脉血管的血管瓣膜，可以控制血流方向
1.2可以用来防止正负极反接，保护电路；构造整流桥将交流电变为直流电（电压不稳）
1.3一定大的反向直流电，可以将其击穿，不会损坏，但是失去单向到导通的能力。
1.4可以做成二极管，符号如下：
2.从pn结到pnp(npn) (从二极管到三极管)
2.1 NPN型三极管
2.1.1 一旦施加一个如图所示的小电流，从+到-的大电流就可以通过；如果小电流消失，那么从+到-就会断路。也就是说，可以用小电流完全控制大电流
2.1.2 从左到右依次命名为：发射极(e for emit), 基极( b for base), 集电极( c for collector)，这个命名只要用电子的角度考虑就非常显然 了。发射电子，和收集电子
2.1.3 电路符号
2.1.3.1 注意特点：箭头代表电流方向，总是从 P -> N
2.1.3.2 箭头出发的方向一定要接小电流的正极，箭头的起始点代表了小电流从基极(b)出发，流向发射极(e)
2.2.1 PNP型三极管
2.2.3 电路符号
2.3三极管总结：
不论是 NPN 还是 PNP 三极管，一方面电流总是 P -> N ; 另一方面，控制的大电流方向总是和小电流方向一致。
2.4 缺点：总是要穿过两个PN 结，总是要消耗 一部分能量，为了克服这个缺点，有了mos管的产生
3.从PNP到场效应管(JEFT)
3.1 原理：pn结反向导电形成绝缘区域，没有达到击穿电压前，电压越大，绝缘区域越大
3.2 依据3.1开发了场效应管 JFET(Junction Field-Effect Transistor)
3.2.1这样，当左右负电压消失，绝缘区域就会消失，上下通过的大电流并不需要穿过pn结，也就避免了能量损失。
3.2.2 各部分命名如下：
3.2.3 符号如下：
3.2.4 参考三极管，箭头的方向总是由 P->N 正极指向负极，也就是电流方向，所以3.2.3中竖线代表的是中间部分，因为是流入，所以是N极，所以是PNP型 场效应管，也叫 N-JFET
3.2.5 NPN型场效应管类似，也叫 P-JFET
3.2.6缺点：绝缘区域不稳定，电压大的时候容易漏电
4.从 JEFT 到 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)
4.1 针对3.2.6，最重要的改进是，保证初始状态就可以是断开，而不需要加电压，才能通过绝缘区域断开，这里使用了电容聚集电子的能力，来充当三极管里面的微小电流。
4.2 NMOS原理以及各部分命名如下:
4.2.1因为衬底和源极都是负极，一般情况下还可以简化：
4.3 NMOS 和 PMOS的符号
4.3.1这里的箭头表明了衬底是P还是N，老办法，箭头是从P -> N.
4.3.2 s for source 是说电子的源泉，也就是负极
4.4 寄生二极管（寄生PN结)
4.4.1 由于PN结的存在，正常情况下如下：
4.4.2但是一旦改变电流反向，由于s和衬底直连，导致无论g有没有电压，都会被接通：
4.4.3因此，mos是不能调换d，s极的，而且，一般原理图会显示标注出这个寄生二极管。
4.5 基本应用：mos管控制大功率led
4.5.1 需要配置下拉电阻。作用1：当按键没有接通的时候，由于断路，g的电平（也就是g点和阴极之间的电势差是0V，d无法流向s，因此led无法点亮；作用2：会问，那我直接接地不就好了，为什么要放一个电阻，那么情况按键按下，电路闭合，如果不放置电阻，直接短路流回阴极。
5.标准双向IO口（以51单片机p1端口为例)
5.1标准双向io口的输入模式：
5.1.1 让寄存器 sfr = 1，完成输入模式的设定，mos管断开。
此时， 相当于只有vcc -> 上拉电阻 -> p1.0， 这个时候p1.0和 阴极的电势差就是 5V，因为并没有导通，所以电流=0，因此电阻分到的电压就是0V，因此p1.0的电压就是电源电压。
5.1.2 一旦按键按下，p1.0就相当于和阴极直连（不经过任何用电器），因此电压就是0v，上拉电阻分到了所有电源电压。输入电路和阴极的电势差就是0v。因此sfr=0， 也就是说，sfr现在的值完全由外部电路（按键电路）确定了，也就是所谓的输入模式。但是这时候sfr=0，会不会影响mos管的开关呢？不会，因为sfr其实是两个寄存器在一个地址，简化地看就是输入，输出分别对应一个寄存器，互相独立。
5.2 标准双向io口的 输出 模式：
5.2.1 led接地是不行的，一方面无法控制电路，一方面电阻分压后，led电压不足，不亮或者非常暗淡。
5.2.2 led正极接vcc
这个时候，输出电路高电压，（可能还有个反相器，变成低压，电子通道消失，小电流消失）mos管断开，led两端电平都是5v， 无法点亮，但是如果输入电路低电压，mos管导通，那么p1.0就会接地，led点亮，达到了类似输入信号（控制小灯的功能）
6.推挽模式（51单片机的P0端口)
历史上的 P0 端口，需要承担外接ROM的供电和控制，因此需要输出大电流
6.1输出模式：
应该是一对 PMOS 和 NMOS，这样一方导通一方截断，这里面上面导通，下面截断，因此直接对外输出 5V。（截断MOS 被认为是 无穷大的电阻)；相反地，上面截断，下面导通，就可以输出0V低电平。
6.2输入模式：
当设定单片机为读取数据状态，两个MOS管都处于截断状态，此时P0端口被成为（浮空或者悬空状态）。
上方的MOS管，无法通过寄存器控制，我们只能控制下面的寄存器，因此想要其成为5类似的标准输入输出，我们需要一个上拉电阻：
7.开漏模式，（开放漏极）
同样以51单片机，P0 端口举例，我们看到没有上拉电阻的好处。
这样，mos管截断,就会输入高电平，mos管连通就会输出低电平，这种把mos管漏极开放到 P0 端口的模式， 就叫做开漏模式，特别适合控制 比单片机电压高的电路。
8增强型51单片机的改进
8.1 只选择下方开关： 开漏模式： 可以驱动外部大电压设备（需要自接自电源和上拉电阻）
8.1 选择开关 右上，下： 就是标准双向io口
8.2 选择开关 左上，下： 就是推挽模式，可以选择单片机vcc作为正极，此时就是（拉电流/推电流，单片机视角）。或者选择外部电源正极作为vcc，此时就是灌电流（单片机视角灌入）
8.3 所有开关全部断开，mos管全部截断，称为 开路模式（高阻态模式/浮空模式/悬空模式）