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IO 口详解 AVR 单片机 IO 结构全攻略为搞清 IO 结构,首先看看上拉和下拉电阻的作用。一、上拉电阻上拉就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平! 电阻同时起限流作用!下拉同理! 上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。一般说法是拉电流,下拉电阻是用来吸收电流。 1、在用 TTL 电路驱动 CMOS 电路时,若 TTL 的高电平低于 CMOS 要求的高电平的门限值(1, TTL 电平: 输出高电平>, 输出低电平< 。在室温下,一般输出高电平是 ,输出低电平是 。最小输入高电平和低电平:输入高电平>= ,输入低电平<= ,噪声容限是 。2, CMOS 电平: 1 逻辑电平电压接近于电源电压, 0 逻辑电平接近于 0V 。而且具有很宽的噪声容限。), 此时需用上拉电阻来提升输出高电平的电压值。 2、 OC 门必须外加上拉电阻, 才能使用。( OC 门: 三极管的叫集电极开路, 场效应管的叫漏极开路, 简称开漏输出。具备" 线与" 能力,有0得0。) 3、为加大输出管脚的驱动能力, 单片机的引脚常接入上拉电阻,( AV R 单片机可配置是否接上拉, 51 单片机 P1 P2 P3 均带上拉, P0 口不带,所以用 P0 口做按键,液晶等应用时要自己加上上拉电阻,否则无法使用切记) 4、 CMOS 芯片上为防止静电破坏, 不用的管脚不能悬空, 需要接上拉电阻降低输入阻抗,提供泄荷通路。 5 、提高总线的搞电磁干扰能力,悬空就容易就电磁干扰。二、上拉电阻阻值的选择 1 、为节约功耗或使灌电流足够大,阻值要大,电流小。 2 、为确保足够的驱动电流,阻值要小,电流大。 3 、对于高速电路,过大的上拉电阻可能导致边沿变得平缓。基于以上三点,一般选取上拉阻值为 1K-10K 。三、上拉阻值的计算 OC 门输出高电平时是一个高阻态,其上拉电流要由上拉电阻来提供, 设输入端每端口不大于 100uA, 设输出口驱动电流约 500uA , 标准工作电压是 5V , 输入口的高低电平门限为 ( 低于此值为低电平); 2V( 高电平门限值)。选上拉电阻时: 500uA x = 即选大于 时输出端能下拉至 以下, 此为最小阻值,再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大,则阻值可减小, 保证下拉时能低于 即可。当输出高电平时,忽略管子的漏电流,两输入口需 200uA 200uA x15K=3V 即上拉电阻压降为 3V , 输出口可达到 2V , 此阻值为最大阻值, 再大就拉不到 2V 了。选 10K 可用。 COMS 门的可参考 74HC 系列设计时管子的漏电流不可忽略, IO 口实际电流在不同电平下也是不同的, 上述仅仅是原理, 一句话概括为: 输出高电平时要喂饱后面的输入口, 输出低电平不要把输出口喂撑了(否则多余的电流喂给了级联的输入口, 高于低电平门限值就不可靠了) 在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平,通过 1k 电阻接高电平或接地。四、 51 型单片机 IO口 AVR 的 IO 是真正双向 IO 结构, 由于大部分网友都是从标准 51 转过来的,受标准 51 的准双向 IO 和布尔操作概念影响,没能掌握 AVR