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带你熟悉GPIO电路图与上拉电阻的作用_科技频道_东方资讯

发布日期:2020-09-29 11:26   来源:未知   阅读:

这里体现出上拉电阻的其中一个作用 --->加大电流,加强了驱动的能力

认识电路:

一、普通 IO 口

1、基级(②位置)为低电平时,PNP 导通,此时单片机 IO 口输出的是低电平,当基级(②位置)为高电平时,PNP 导通,此时单片机 IO 口输出的是高电平。

2、这里注意,④位置上是一个上拉电阻,这里设置上拉电阻的考虑因素是这样的,假设我要在这个单片机 IO 口输出一个电流来驱动小灯发亮,①的位置电阻一般有 20k 左右,发出的电流 250uA,基本上忽略不计,加上一个上拉电阻后,总电流 = ①位置电流 + ④位置电流(①与④构成并联电路)。

GPIO 口的定义:

这时又体现出上拉的一个作用:就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位(保持)在一个高电平上,下拉同理。

三、开漏级 OC 门:

(意思就是说能输入输出大电流,前面已经说了单片机内部最好不要设计大的电流,所以这个功能的 IO 要少用)

二、强推挽输出:

这里体现了上拉电阻的另一个作用 --->限流

GPIO 口,通用输入输出,这个大家都知道,但是输入,输出的电路是什么样的,其实并不用太关心,只需配置寄存器即可,但是还是要摸一摸,为了方便理解,引入了单片机的 IO 口原理图来说明(道理是一样的)。

如上图所示(红色框是板子内部)

3、为什么不设置让,①的位置电阻 R 小一点,这样电流大一点,就不需要上拉电阻了呢?因为单片机是控制单元,设计时最好把强电流设计到外围电路里,如果设计到单片机内部,会烧坏板子。

这里对于 OC 门还有一个应用,可以控制高电位的电路,如果外围电路需要大的电压,则可以用 OC 门加上拉电阻来完成这个功能,如下图所示, 当内部总线为高电平,则 NPN 截止,最右边加一个 12v 的上拉电阻,使得电位钳在 12v 供外围电路使用。

什么叫 IO 口的开漏状态,如上图所示 如果内线是高电平,则 NPN 的基级是低电平,此时 NPN 不导通,那么 IO 口此时相当于是悬浮在空气中的,所以无法确定它的状态(不知道是低电平还是高电平),那么这个状态就是开漏状态,所以此时要向外围电路输出一个高电平是不可能的,如果想输出一个高电平,则必须在 NPN 的集电极上面来一个上拉电阻。

1、内部总线输入高电平, 上面的 NPN 导通,则 IO 口输出大电流(因为上面的三极管 VCC 电源下面没有接上拉电阻, I = VCC/ 电阻+NPN 内部电阻),所以 IO 出口的地方一般接一个电阻限流内部总线输如低电平, 下面的 NPN 导通,则此时如果 IO 口外面接一个 VCC(不带上拉电阻),就会有大电流灌输进来。

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