
今天呢,我們再來講一下,我們為什麼要學單片機?2
單片機,到底是學些什麼東西?
單片機就是對我們I/O口的一個控制,無論單片機對外界進行何種控制,都是通過我們單片機的I/O口來進行操作的。
是以我們學單片機也就是學我們這個I/O的一個操作,還有就是接受外部的一個控制,通過I/O來感受外部的一個電壓。
通過單片機來接收外部的一個輸入信号,也就是通過我們的I/O口來感受外部的一個電壓,一個變化,我們也要學。
51單片機,它總共有P0 P1 P2 P3這四個八位的雙向輸入輸出端口。
這裡要注意,我們單片機這四個I/O口它可以作為雙向使用,也就是說可以進行輸入也可以作為輸出。
每個端口呢,都有儲存器,輸出驅動器和輸入緩沖器。
I/O内部的一個電路的四個I/O端口呢,都能作為輸入輸出口使用,也就是說我們這個P0 P1 P2 P3這四個端口呢,都可以作為輸入和輸出使用。
總的來說學單片機這個I/O口的一個控制,以及單片機内部的一些資源的一些使用,比如說定時器中斷,這個也是在學51單片機中的一個難點。
我們再來看一下單片機I/O口内部的一個結構,它是怎麼樣的?這裡有三種,一種是準雙向的I/O口,還有一個是開漏輸出的I/O,還有是強推挽輸出的I/O。
我們51單片機通常使用的是這兩種。I/O口使用這兩種,一種是準雙向的I/O,另外一種是開漏輸出的I/O。
開漏輸出是針對我們51單片機的P0口,51單片機P0口呢,他沒有上拉電阻,是以他要輸出高電頻的話,他必須外部來接一個上拉才能輸出一個低電頻或者是高電頻。
而準雙向I/O,他内部已經上拉了一個電阻是以他直接可以輸出高電頻和低電頻,不需要外部加。
單片機P0口,他是開漏輸出的I/O,P1 P2 P3,它都是準雙向的一個I/O,也就是說都是内部具有上拉電阻的。而P0口呢,它是沒有上拉電阻的,他必須要通過外接一個上拉才能進行輸出。
我們看一下他怎麼來輸出高低電頻的,這是我們内部單片機内部的一個輸出口,假設我們輸出内部輸出一個高電頻,經過一個反向器變成低電頻,反向器就是将我們高電頻變成低電頻,低電頻變成高電頻,這樣一個反向的一個作用,然後通過上拉電阻,電壓過來就輸出一個高電頻。
漏極開漏的一個I/O呢,它沒有上拉,如果要輸出高電頻的話,這個I/O口它是沒有輸出信号的,如果要讓他輸出信号,你必須外部接一個上拉電阻,這樣的話他才會輸出一個高電頻,如果輸出低電頻的話,那麼這裡是高電頻,高電頻的話呢,那麼電頻過來可以輸出低電頻,但是他不能輸出高電頻,這裡大家要注意。
不确定的信号,通過這個上拉電阻來讓它實作高電頻,也就是說這樣可以起到防幹擾的一個作用,然後呢,就是這個電阻可以起到限流的作用,因為這個上拉電阻,電流分流分開來了,是以他起到一個限流的一個作用。
那麼下拉呢,假設我們這個I/O口,這是我們内部的一個輸出,經過一個反向器過來輸出過來是一個上拉電阻
。
我們再來看一下上拉電阻它有什麼好處,在OC門要輸出高電頻的時候呢,外部必須加上拉電阻,這個OC門,就是我們前面說到的一個漏極開漏輸出的電路,是以剛才我們也已經講了,這裡必須要加上拉電阻才能輸出高電頻。
P0口要接上拉電阻,然後加上拉電阻之後還可以加大我們普通I/O口的驅動能力,就是提高我們的一個驅動,讓我們I/O口驅動能力更大,然後還可以起到一個限流的作用,剛才已經講了,還有一個是防幹擾,防電磁幹擾,因為這個上拉電阻可以把我們不确定那個信号,通過這個電阻呢,拉到高電頻。
我們再來看一下上下拉電阻的一個選擇原則。
從降低功耗方面考慮呢,因為電阻越大,電流越小,因為根據歐姆定律可以知道I等于U除以R,電阻越大,那麼電流就越小。
從確定足夠的引腳驅動能力考慮,應該是要讓這個上拉電阻足夠的小,因為電阻越小呢,電流才越大,同樣是根據這個歐姆定律。
開漏輸出的時候過大的上拉電阻會導緻信号上升沿變緩,前面我們講了OC門電路,這個P0口要加上拉電阻,上拉電阻,如果選擇的過大的話,它會導緻我們上升沿變得緩慢,
這是我們理想的情況下的一個上升沿,上升沿就是從我們的電頻變成高電頻。
上拉電阻阻值較小的時候呢,他上升信号變化的時候變換就比較快,如果是上拉電阻比較大的話呢,那麼它的信号變化呢,他的時間就比較長。
是以通常呢,我們在選擇上拉電阻的時候呢,通常是4.7K到10K左右,我們開發版也接着就是10K的一個電阻增加我們的一個驅動能力,以及防幹擾這些功能。
單片機的一個介紹呢,我們就講到這裡。
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