電路設(shè)計必知的MCU IO口用作輸出和輸入時要串聯(lián)多大的電阻才合適？

Part 01

前言

MCU IO口用作輸出和輸入時要串聯(lián)多大的電阻才合適？想必剛做硬件設(shè)計的工程師一定會有這個疑問，在回答這個問題之前，我們需要了解兩個名詞：拉電流和灌電流，什么是拉電流？什么是灌電流？很多人傻傻分不清，今天我們就詳細說一下。

拉電流和灌電流其實就是把外部負載連接到電路，系統(tǒng)，微控制器或其他電子設(shè)備的連接方式。以下圖為例，電路圖中的負載為1k電阻，當然也可以是消耗電流的任何負載，例如LED和串聯(lián)電阻的組合體，或者是繼電器的線圈，燈泡等。電路圖中的設(shè)備可以是任何電子電路或設(shè)備，例如微控制器，FPGA，CPLD，邏輯電路等。

Part 02

拉電流和灌電流

當我們在微控制器引腳和GND之間連接1K的負載電阻時。當微控制器引腳輸出為高電平（邏輯1）時，微控制器將向負載提供電流。在此配置中，邏輯1將為負載供電，如果負載是LED，那么就是點亮LED，邏輯0將停止為負載供電，也就是關(guān)閉LED。

所以說當負載連接到設(shè)備，從而電流從電源流到設(shè)備中時，這樣的連接方式就是拉電流。需要注意的是，不要超過IC可以輸出的最大電流，以免損壞IC。比如下圖是某MCU規(guī)格書中關(guān)于IO口拉電流和灌電流限值的截圖。

那么灌電流就更好理解了，舉個例子，在電源（例如+ 5V）和微控制器引腳之間連接了電阻或LED。當微控制器引腳被切換為高電平（邏輯1）時，負載電流被切斷。當微控制器將引腳切換為低電平（邏輯0）時，電流流過負載，這樣的連接方式就是灌電流。同樣灌電流也是有限制的，設(shè)計時應(yīng)查到IC的最大灌電流能力是多少。

Part 03

總結(jié)

總結(jié)一下，拉電流就是流出，灌電流就是流入，二者都是有限制的，不可超過IC規(guī)格書中規(guī)定的最大值。回到我們最開始的問題，當MCU IO口用作輸出和輸入時要串聯(lián)多大的電阻才合適呢？其實就是去查閱MCU規(guī)格書中定義的單個IO以及所有IO加在一起的拉電流和灌電流限制，然后通過計算確認不要超過規(guī)格書定義的限制即可。