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2022年学习单片机必备基础,想入门先看这篇文章

作者:华维单片机编程
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今天呢,我们再来讲一下,我们为什么要学单片机?2

单片机,到底是学些什么东西?

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单片机就是对我们I/O口的一个控制,无论单片机对外界进行何种控制,都是通过我们单片机的I/O口来进行操作的。

所以我们学单片机也就是学我们这个I/O的一个操作,还有就是接受外部的一个控制,通过I/O来感受外部的一个电压。

通过单片机来接收外部的一个输入信号,也就是通过我们的I/O口来感受外部的一个电压,一个变化,我们也要学。

51单片机,它总共有P0 P1 P2 P3这四个八位的双向输入输出端口。

这里要注意,我们单片机这四个I/O口它可以作为双向使用,也就是说可以进行输入也可以作为输出。

每个端口呢,都有储存器,输出驱动器和输入缓冲器。

I/O内部的一个电路的四个I/O端口呢,都能作为输入输出口使用,也就是说我们这个P0 P1 P2 P3这四个端口呢,都可以作为输入和输出使用。

总的来说学单片机这个I/O口的一个控制,以及单片机内部的一些资源的一些使用,比如说定时器中断,这个也是在学51单片机中的一个难点。

我们再来看一下单片机I/O口内部的一个结构,它是怎么样的?这里有三种,一种是准双向的I/O口,还有一个是开漏输出的I/O,还有是强推挽输出的I/O。

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我们51单片机通常使用的是这两种。I/O口使用这两种,一种是准双向的I/O,另外一种是开漏输出的I/O。

开漏输出是针对我们51单片机的P0口,51单片机P0口呢,他没有上拉电阻,所以他要输出高电频的话,他必须外部来接一个上拉才能输出一个低电频或者是高电频。

而准双向I/O,他内部已经上拉了一个电阻所以他直接可以输出高电频和低电频,不需要外部加。

单片机P0口,他是开漏输出的I/O,P1 P2 P3,它都是准双向的一个I/O,也就是说都是内部具有上拉电阻的。而P0口呢,它是没有上拉电阻的,他必须要通过外接一个上拉才能进行输出。

我们看一下他怎么来输出高低电频的,这是我们内部单片机内部的一个输出口,假设我们输出内部输出一个高电频,经过一个反向器变成低电频,反向器就是将我们高电频变成低电频,低电频变成高电频,这样一个反向的一个作用,然后通过上拉电阻,电压过来就输出一个高电频。

漏极开漏的一个I/O呢,它没有上拉,如果要输出高电频的话,这个I/O口它是没有输出信号的,如果要让他输出信号,你必须外部接一个上拉电阻,这样的话他才会输出一个高电频,如果输出低电频的话,那么这里是高电频,高电频的话呢,那么电频过来可以输出低电频,但是他不能输出高电频,这里大家要注意。

不确定的信号,通过这个上拉电阻来让它实现高电频,也就是说这样可以起到防干扰的一个作用,然后呢,就是这个电阻可以起到限流的作用,因为这个上拉电阻,电流分流分开来了,所以他起到一个限流的一个作用。

那么下拉呢,假设我们这个I/O口,这是我们内部的一个输出,经过一个反向器过来输出过来是一个上拉电阻

我们再来看一下上拉电阻它有什么好处,在OC门要输出高电频的时候呢,外部必须加上拉电阻,这个OC门,就是我们前面说到的一个漏极开漏输出的电路,所以刚才我们也已经讲了,这里必须要加上拉电阻才能输出高电频。

P0口要接上拉电阻,然后加上拉电阻之后还可以加大我们普通I/O口的驱动能力,就是提高我们的一个驱动,让我们I/O口驱动能力更大,然后还可以起到一个限流的作用,刚才已经讲了,还有一个是防干扰,防电磁干扰,因为这个上拉电阻可以把我们不确定那个信号,通过这个电阻呢,拉到高电频。

我们再来看一下上下拉电阻的一个选择原则。

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从降低功耗方面考虑呢,因为电阻越大,电流越小,因为根据欧姆定律可以知道I等于U除以R,电阻越大,那么电流就越小。

从确保足够的引脚驱动能力考虑,应该是要让这个上拉电阻足够的小,因为电阻越小呢,电流才越大,同样是根据这个欧姆定律。

开漏输出的时候过大的上拉电阻会导致信号上升沿变缓,前面我们讲了OC门电路,这个P0口要加上拉电阻,上拉电阻,如果选择的过大的话,它会导致我们上升沿变得缓慢,

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这是我们理想的情况下的一个上升沿,上升沿就是从我们的电频变成高电频。

上拉电阻阻值较小的时候呢,他上升信号变化的时候变换就比较快,如果是上拉电阻比较大的话呢,那么它的信号变化呢,他的时间就比较长。

所以通常呢,我们在选择上拉电阻的时候呢,通常是4.7K到10K左右,我们开发版也接着就是10K的一个电阻增加我们的一个驱动能力,以及防干扰这些功能。

单片机的一个介绍呢,我们就讲到这里。

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