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几种常用单片机I/O口线的驱动能力

摘要: 详细分析了几种常见单片机的I/O口结构并据此分析其驱动能力大小
关键词: 单片机 驱动能力

几种常用单片机I/O口线的驱动能力

    在控制系统中,经常用单片机的I/O口驱动其他电路。几种常用单片机I/O口驱动能力在相关的资料中的说法是:GMS97C2051、AT89C2051的P1、P3的口线分别具有 10mA、20mA的输出驱动能力,AT89C51的P0、P1、P2、P3的口线具有10mA的输出驱动能力。在实际应用中,仅有这些资料是远远不够的。笔者通过实验测出了上述几种单片机的I/O口线的伏安特性(图1、图2),从中可以得到这些I/O口的实际驱动能力。

    说明:1、测试方法:所测试的口线输出的信号是周期为4秒的方波。当测试口线为低电平时的驱动能力时,该口线通过电阻箱接+5V电源,测出该口线对地的电压,从而计算出通过电阻的电流,即灌电流;测出这样的一组数据,得到口线为低电平时的伏安特性曲线。当测试口线为高电平时的驱动能力时,该口线通过电阻接地,测出该口线对地的电压,从而计算出通过电阻的电流,即拉电流;测出这样的一组数据,得到口线为高电平时的伏安特性曲线。2、AT89C2051、GMS97C2051的P1.0和P1.1及AT89C51的P0口的8条口线为漏极开路,其输出伏安特性取决于外接的上拉电阻,本实验不包括这些口线。实验发现,GMS97C2051的P1口为高电平时能够驱动CMOS和LSTTL,但驱动能力较差,其输出伏安特性曲线未标在图2中。3、图中绘出LSTTL电平的上下限值VOL(MAX)=0.5V和VOH(MIN)=2.7V,据此可求出口线的最大扇出N。

    AT89C51:P0、P1、P2、P3口线为低电平时,NL≤38,P1、P2、P3口线为高电平时,NH≤10,取N=10。

    AT89C2051:P1、P3口线为低电平时,NL≤91,P1、P3口线为高电平时,NH≤9,取N=9。

    GMS97C2051:P1、P3口线为低电平时,NL≤51,P3口线为高电平时,NH≤17,取N=17。

几种常用单片机I/O口线的驱动能力根据图1、图2及上述说明,可以得出如下结论:

    1) 这几种芯片的I/O口线的低电平的驱动能力明显高于高电平的驱动能力;2) GMS97C2051的P3口作I/O口的驱动能力为:N=17, P1口高电平的驱动能力相对较差,最好不用P1口高电平作驱动;3) AT89C2051的P1、P3口做I/O口的驱动能力为:N=9;4) AT89C51的P1、P2、P3口做I/O口的驱动能力为:N=10。

    根据以上结论,笔者建议用I/O口线的低电平来作驱动输出;典型的驱动电路如图3。
 

几种常用单片机I/O口线的驱动能力

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