单片机io口驱动能力.doc

单片机IO口驱动能力
2010-12-03 15:27
驱动当逻辑门输出端是低电平时,灌入逻辑门的电流称为灌电流,灌电流越大,输出端的低电平就越高。由三极管输出特性曲线也可以看出,灌电流越大,饱和压降越大,低电平越大。逻辑门的低电平是有一定限制的,它有一个最大值UOLMAX。在逻辑门工作时,不允许超过这个数值,TTL逻辑门的规范规定UOLMAX
≤~。
当逻辑门输出端是高电平时,逻辑门输出端的电流是从逻辑门中流出,这个电流称为拉电流。拉电流越大,输出端的高电平就越低。这是因为输出级三极管是有内阻的,内阻上的电压降会使输出电压下降。拉电流越大,高电平越低。逻辑门的高电平是有一定限制的,它有一个最小值UOHMIN。在逻辑门工作时,不允许超过这个数值,TTL逻辑门的规范规定UOHMIN
≥。
由于高电平输入电流很小,在微安级,一般可以不必考虑,低电平电流较大,在毫安级。所以,往往低电平的灌电流不超标就不会有问题,用扇出系数来说明逻辑门来同类门的能力。
扇出系数NO是描述集成电路带负载能力的参数,它的定义式如下
NO= IOLMAX / IILMAX
其中IOLMAX为最大允许灌电流,IILMAX是一个负载门灌入本级的电流。
No越大,说明门的负载能力越强。一般产品规定要求No≥8。
对于标准TTL门,NO≥10;对于低功耗肖特基系列的TTL门,NO≥20
扇入、扇出系数:
扇入系数--门电路允许的输入端数目。一般门电路的扇入系数Nr为1—5,最多不超过8。若芯片输入端数多于实际要求的数目,可将芯片多余输入端接高电平(+5V)或接低电平(GND)。扇出系数--一个门的输出端所驱动同类型门的个数,或称负载能力。一般门电路的扇出系数Nc为8,驱动器的扇出系数Nc可达25。Nc体现了门电路的负载能力。
对于输入电流的器件而言:
灌入电流和吸收电流都是输入的,
灌入电流是被动的,
吸收电流是主动的。
如果外部电流通过芯片引脚向芯片内‘流入’称为灌电流;反之如果内部电流通过芯片引脚从芯片内‘流出’称为拉电流。
吸电流、拉电流输出、灌电流输出
拉即泄,主动输出电流,从输出口输出电流;
灌即充,被动输入电流,从输出端口流入;
吸则是主动吸入电流,从输入端口流入。
吸电流和灌电流就是从芯片外电路通过引脚流入芯片内的电流;区别在于吸收电流是主动的,从芯片输入端流入的叫吸收电流。灌入电流是被动的,从输出端流入的叫灌入电流;拉电流是数字电路输出高电平给负载提供的输出电流,灌电流时输出低电平是外部给数字电路的输入电流。这些实际就是输入、输出电流能力。
拉电流输出对于反向器只能输出零点几毫安的电流,用这种方法想驱动二极管发光是不合理的(因发光二极管正常工作电流为5~10mA)。
上、下拉电阻
一、定义
1、上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!“电阻同时起限流作用”!下拉同理!
2、上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流
3、弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分
4、对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如普通门电路)提升电流和电压的能力是有限的,上拉
电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。
二、拉电阻作用