上一篇文章我們對C51的IO簡單的介紹了一下,現在我們來簡單了解C51的IO的結構
這里我們學習一下比較常見的單片機的IO模式,分別是準雙向,開漏輸出和推挽輸出
(這里要提一嘴,我們用的STC88C52RC是沒有推挽輸出功能的,STC公司后續推出的一些機型才有推挽輸出功能)
接下來我們來看看這幾種模式
1.準雙向
看看下面的原理圖,機內信號通過一個非門取反后送入一個MOS管,MOS管負責控制這個IO的高低電平,配合內部上拉電阻完成高低電平的輸出
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為了方便我們分析,我們把這個MOS管看成一只NPN三極管。區別是三極管靠電流導通,MOS管靠電壓導通
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結合前面我們講過的知識,對于一只NPN三極管,基極b電壓比集電極c電壓大0.7V的時候,三極管發射極e與集電極c之間導通
準雙向輸出高電平
當機內給高電平信號的時候,經過非門取反,得到低電平信號,在這里我視作0V,非門取反后直接接到三極管b極,相當于b極電壓0V,三極管的c極接地,視作0V。此時由于b極電壓與c極電壓差小于0.7V,三極管截止
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電源正極的電流就經過內部上拉電阻流向c極,只有一路電流從正極到上拉電阻再流出IO,這時候相當于IO接入高電平
準雙向輸出低電平
當機內給低電平信號的時候,經過非門取反,得到高電平信號,在這里我視作5V,非門取反后直接接到三極管b極,相當于b極電壓5V,三極管的c極接地,視作0V。此時由于b極電壓與c極電壓差達到0.7V以上,三極管導通
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電源正極的電流就經過內部上拉電阻流向c極,c,e之間導通,所以直通,一直流至負極。另一路電流從外部IO經過三極管的C極,再流向e極,最后流至地,實現接低
這時候我想你會問,那電流為什么不從vcc流向電阻,最后流出IO呢?我想說,我相信你高中的時候學過,電流總是從正極流向負極。我們來觀察,在這個電路里面,正極的電流已經流向負極了,IO這一路電流也流向負極,也就實現了低電平輸出
2.開漏輸出
開漏輸出的結構如下
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細心的朋友已經發現了,開漏輸出的電路結構跟準雙向的區別就是沒有內部上拉電阻
內部輸出0的時候,原理跟準雙向輸出相同
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但是如果內部輸出為1的時候
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這時候IO是懸空狀態,相當于IO跟單片機斷開了
如果需要輸出高電平,這時候就需要外部上拉電阻
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3.推挽輸出(了解)
所謂的推挽,就是指使用兩個三極管或者MOS管交替地將信號推到正和負極性,實現放大的效果
推挽輸出的電路結構
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在這個結構中,兩個MOS管配合,實現推挽輸出,最大的特點就是輸出電流夠大(大約20mA)
在這里,T1 MOS管可以看成PNP三極管,T2 MOS管可看成NPN三極管
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輸出高電平的原理:
內部輸出高電平信號經過非門取反,送到兩個三極管的b極,上面的PNP三極管導通,下面的NPN三極管截止,電流從VCC流過PNP管,流出IO。
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輸出低電平的原理:
內部輸出低電平信號經過非門取反,送到兩個三極管的b極,上面的PNP三極管截止,下面的NPN三極管導通,IO電流經過NPN三極管流過地,實現輸出低電平
C51的IO模式
?我們的AT89C52單片機只支持開漏輸出和準雙向輸出
P0組IO只支持開漏輸出,仔細觀察,你的開發板上的P0組IO是不是有一排上拉電阻?
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P1,P2,P3支持準雙向IO輸出
這些是單片機設計的時候就配置好的
我們無法修改,但是根據不同IO組的輸出功能進行合理利用,依舊能達到我們想要的效果
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