PIC單片機(jī) - 單片機(jī)I/O口的結(jié)構(gòu)的詳解與說明

　　3.PIC單片機(jī)端口的概述

　　PIC單片機(jī)的IO口，特別是第二功能的AD口，當(dāng)端口被配置為AD模擬輸入時(shí)，誤以為端口用作普通的IO口時(shí)，去讀取相應(yīng)的端口，然而讀進(jìn)來的數(shù)據(jù)不確定。（例如：用萬用表測(cè)量該管腳的電壓為4.0V，但是讀進(jìn)來的數(shù)據(jù)始終為低電平），這是由于PIC單片機(jī)的IO口有一個(gè)弱上拉（用MOS 管的開關(guān)代替），當(dāng)端口被配置為AD模擬輸入時(shí)，弱上拉disable，則單片機(jī)的IO口呈現(xiàn)為高阻狀態(tài)。（可參照PIC單片機(jī)的DATASHEET）

　　在數(shù)字電路中不用的輸入腳都要接固定電平，通過1k電阻接高電平或接地。

　　1. 電阻作用：

　　l 接電組就是為了防止輸入端懸空

　　l 減弱外部電流對(duì)芯片產(chǎn)生的干擾

　　l 保護(hù)cmos內(nèi)的保護(hù)二極管，一般電流不大于10ma

　　l 上拉和下拉、限流

　　l 1. 改變電平的電位，常用在ttl-cmos匹配

　　2. 在引腳懸空時(shí)有確定的狀態(tài)

　　3.增加高電平輸出時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力。

　　4、為oc門提供電流

　　l 那要看輸出口驅(qū)動(dòng)的是什么器件，如果該器件需要高電壓的話，而輸出口的輸出電壓又不夠，就需要加上拉電阻。

　　l 如果有上拉電阻那它的端口在默認(rèn)值為高電平你要控制它必須用低電平才能控制如三態(tài)門電路三極管的集電極，或二極管正極去控制把上拉電阻的電流拉下來成為低電平。反之，

　　l 尤其用在接口電路中，為了得到確定的電平，一般采用這種方法，以保證正確的電路狀態(tài)，以免發(fā)生意外，比如，在電機(jī)控制中，逆變橋上下橋臂不能直通，如果它們都用同一個(gè)單片機(jī)來驅(qū)動(dòng)，必須設(shè)置初始狀態(tài)。防止直通！

　　2、定義：

　　l 上拉就是將不確定的信號(hào)通過一個(gè)電阻嵌位在高電平！電阻同時(shí)起限流作用！下拉同理！

　　l 上拉是對(duì)器件注入電流，下拉是輸出電流

　　l 弱強(qiáng)只是上拉電阻的阻值不同，沒有什么嚴(yán)格區(qū)分

　　l 對(duì)于非集電極（或漏極）開路輸出型電路（如普通門電路）提升電流和電壓的能力是有限的，上拉電阻的功能主要是為集電極開路輸出型電路輸出電流通道。

　　3、為什么要使用拉電阻：

　　l 一般作單鍵觸發(fā)使用時(shí)，如果ic本身沒有內(nèi)接電阻，為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)，必須在ic外部另接一電阻。

　　l 數(shù)字電路有三種狀態(tài)：高電平、低電平、和高阻狀態(tài)，有些應(yīng)用場(chǎng)合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài)，具體視設(shè)計(jì)要求而定！

　　l 一般說的是i/o端口，有的可以設(shè)置，有的不可以設(shè)置，有的是內(nèi)置，有的是需要外接，i/o端口的輸出類似與一個(gè)三極管的c，當(dāng)c接通過一個(gè)電阻和電源連接在一起的時(shí)候，該電阻成為上c拉電阻，也就是說，如果該端口正常時(shí)為高電平，c通過一個(gè)電阻和地連接在一起的時(shí)候，該電阻稱為下拉電阻，使該端口平時(shí)為低電平，作用嗎：

　　比如：當(dāng)一個(gè)接有上拉電阻的端口設(shè)為輸如狀態(tài)時(shí)，他的常態(tài)就為高電平，用于檢測(cè)低電平的輸入。

　　l 上拉電阻是用來解決總線驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)提供電流的。一般說法是拉電流，下拉電阻是用來吸收電流的，也就是你同學(xué)說的灌電流

　　線驅(qū)動(dòng)（差動(dòng)輸出）

　　線驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)源電流輸出器件。在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，線驅(qū)動(dòng)器輸出為電源（vcc）；在關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，輸出懸空。因此，線驅(qū)動(dòng)器需要一個(gè)灌電流輸入接口。下面表格中給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的線驅(qū)動(dòng)器的原理圖。差動(dòng)輸出（歐姆龍稱為線性驅(qū)動(dòng)輸出）線性驅(qū)動(dòng)輸出就是根據(jù)rs-422a的數(shù)據(jù)輸送回路?？赏ㄟ^雙股攪合線電纜進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送

　　集電極開路

　　集電極開路電路是灌電流輸出器件。在關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，集電極開路輸出連到地；在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，集電極開路輸出懸空。因此，集電極開路輸出需要一個(gè)源電流輸入接口。下面表格中給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的集電極開路輸出電路的原理圖。

　　推挽式

　　推挽式輸出結(jié)合了線驅(qū)動(dòng)與集電極開路輸出，在關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，推挽式輸出接地；在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，推挽式輸出連到電源（vcc）。推挽輸出（歐姆龍稱為互補(bǔ)輸出）輸出回路有2種，即npn與pnp2種晶體管輸出。根據(jù)輸出信號(hào)h或l，2種晶體管輸出互相交叉進(jìn)行on或off動(dòng)作，使用時(shí)，正電源，0v分別為吸合，拉下互補(bǔ)輸出是輸出電流流出或流入2種動(dòng)作，特征是信號(hào)的上升、下降速度快，可進(jìn)行導(dǎo)線的長(zhǎng)距離延長(zhǎng)?？膳c開路集電極輸入機(jī)器（npn/pnp）連接，另外還可以連接到電壓輸入機(jī)器上。但是為了能更好的發(fā)揮未來的性能，一般推薦在電壓輸入機(jī)器上使用電壓輸入的編碼器。