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51单片机是否需要上拉电阻?

学过工科的同学都学过单片机,在单片机的学习中最常见的就是51单片机。51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单

学过工科的同学都学过单片机,在单片机的学习中最常见的就是51单片机。51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机,后来随着Flash rom技术的发展,8031单片机取得了长足的进展,成为应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。51单片机是基础入门的一个单片机,还是应用最广泛的一种。在很多单片机电路中,其I/O管脚检测信号是以高、低电平来判断是否有信号变化的,比如5V为高电平,0V为低电平。那么这些管脚如果不接上拉电阻的话,其电平信号就可能是随机的了,0V~5V之间不一定是什么状态,这样的话单片机就不能正确地判断是不是有信号电平变化了。因此给I/O管脚上接一个上拉电阻使它的检测信号由不确定电平状态拉到5V电平,单片机就能准确地判断是不是有信号变化了。


51单片机


那么,51单片机是否需要上拉电阻来维持电平,从而能准确的判断信号呢?下面由小编分以下几点为您讲述51单片机到底需不需要上拉电阻。


一、51单片机的p0口为了实现准3态,采用了oc输出,也就是集电极悬空输出,也有叫图腾柱输出的。这种电路结构,只有下拉能力,高电平输出没有电流,在高电平时表现为高阻态;加上上拉电阻,就会失去高阻态,变成 1、0 两态。


二、p0口上拉电阻的选择,应遵循基本的电路设计原则,不能盲套用,要看后级情况而定:例如,后级驱动的是1只npn三极管,这个三极管的放大倍数(β)=100倍,三极管的负载电流(ic)要求100ma,当电源为5v时:a、三极管的ib=ic/β=1ma,b、上拉电阻大约=r=5v/ib=5kω,c、为了使三极管注入ib后就迅速进入导通(开)状态,r应再小一些,如4k3。


三、由上面计算可见,三极管的负载大小、放大倍数直接影响到前级上拉电阻的选取;上拉电阻选择的不合理,要么后级驱动无力或根本驱动不了;要么单片机端口功耗过大,尤其是电池供电的设备更应注意。更要注意的是,上拉电阻绝对不能小250ω,否则会损坏端口。


四、上述的电路设计应该说是不合理的,我们经常能见到这样的电路设计:单片机端口通过上拉电阻>npn三极管>来控制继电器,这种设计在上电时继电器总要先吸合,这时就要在程序启动后立即将端口清0,使继电器释放,但每次上电短暂的吸合还是无法克服。比较好的用法是采用负逻辑设计,例如端口驱动led灯,应采用端口>led>电阻>电源,避免采用 端口>led>电阻>地+上拉电阻,再例如单片机输出去驱动的三极管,最好采用pnp型,这样就没有上拉的麻烦(基极电阻不能少),在后级为ic时,即或是要上拉,也是象征意义上的,使用5~10k完全可以。


五、除了p0口外,其他口不是特殊设计,没必要考虑上拉电阻。


THE END
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