Las características de conmutación de los transistores en los circuitos digitales tienen dos aplicaciones más comunes: una es para aplicaciones de control y la otra para aplicaciones de conducción. El llamado control se introduce como se muestra en la Figura 3-7. Podemos controlar la base del triodo a través del microordenador de un solo chip para controlar indirectamente el encendido y apagado de la pequeña luz detrás. El uso es básicamente familiar para todos. También hay un control para cambiar entre diferentes voltajes. Por ejemplo, nuestra MCU es un sistema de 5V. Ahora está conectado a un sistema de 12V. Si el IO está directamente conectado a la tensión de 12V, quemará la MCU, por lo que agregamos un triodo, El voltaje de funcionamiento del transistor es más alto que el voltaje del puerto IO del microordenador de un solo chip, y el puerto IO de 5V se usa para controlar el circuito de 12V, como se muestra en la Figura 3-8.
En la Figura 3-8, cuando el puerto IO emite un nivel alto de 5V, el transistor se enciende, OUT emite un nivel bajo de 0V, cuando el puerto IO emite un nivel bajo, el transistor se corta y OUT sale 12 V debido a la resistencia de pull-up R2 Alto nivel, de modo que se realiza el principio de funcionamiento del control de bajo voltaje de alto voltaje.
La llamada unidad se refiere principalmente a la capacidad de salida actual. Veamos la comparación entre los dos circuitos en la Figura 3-9.
La luz LED en la parte superior de la Figura 3-9 es la misma que la luz LED de la que hablamos en la segunda lección. Cuando el puerto IO tiene un nivel alto, la luz pequeña está apagada, cuando el puerto IO tiene un nivel bajo, la luz pequeña está encendida. Luego, el circuito a continuación, de acuerdo con este razonamiento, cuando el puerto IO es alto, debería haber corriente y encender la pequeña lámpara, pero de hecho no es tan simple.
El microordenador de un solo chip es principalmente un dispositivo de control, que tiene las características de cuatro o dos diales. Así como la palanca debe tener un punto de apoyo, si quieres sostener toda la tierra, debes tener un punto de apoyo para soportar la fuerza. El puerto IO de la microcomputadora de un solo chip puede generar un nivel alto, pero su corriente de salida es muy limitada. Cuando el puerto IO normal emite un nivel alto, solo tiene una corriente de decenas a cientos de uA, que es inferior a 1 mA, por lo que no es suficiente. Esta luz LED está encendida o el brillo es muy bajo. En este momento, si queremos encender el LED con un nivel alto, podemos usar un triodo para manejarlo. El modelo de triodo en nuestra placa puede pasar 500 mA de corriente, algunos La corriente a través del transistor es aún mayor, como se muestra en la Figura 3-10.
En la Figura 3-10, cuando el puerto IO es alto, el triodo se enciende. Debido a que la corriente del triodo se amplifica, la corriente del polo c puede alcanzar más de mA, y el pequeño LED puede encenderse con éxito.
Aunque usamos el nivel bajo del puerto IO para encender directamente el LED, pero el puerto IO del microordenador de un solo chip se usa como nivel bajo, ¿puede la corriente de entrada ser grande? Creo que todos pueden adivinar esto, por supuesto que no. La capacidad de carga de corriente del puerto IO de la microcomputadora de un solo chip no es la misma para diferentes modelos. Para STC89C52, el manual oficial en la página 81 presenta las características eléctricas. La corriente de trabajo de toda la microcomputadora de un solo chip no debe exceder los 50 mA, y la corriente total de un solo puerto IO no debe exceder los 6 mA. Aunque algunos de los puertos IO mejorados del 51 soportan un poco más de corriente, que puede alcanzar los 25 mA, todavía tiene que estar limitada por la corriente total de 50 mA. Luego, veamos la parte del circuito de las 8 lámparas pequeñas LED en el diagrama del circuito, como se muestra en la Figura 3-11.
Aquí tenemos que aprender un punto de conocimiento del diagrama del circuito. Todos los cables en el lado derecho del LED en el lado derecho del diagrama del circuito finalmente están conectados a una línea negra gruesa. Tenga en cuenta que este lugar no está completamente conectado, sino un Este tipo de método de dibujo de bus, después de dibujar esta línea, indica que se trata de una estructura de bus. Todos los nodos con el mismo nombre están conectados entre sí en una correspondencia uno a uno. Otros nodos con nombres diferentes no están conectados entre sí. Por ejemplo, DB0 a la izquierda y DB0 debajo del LED2 a la derecha están conectados entre sí, pero no están conectados con otras líneas como DB1.
Luego sacamos la parte que debe explicarse ahora en la Figura 3-11 por separado, como se muestra en la Figura 3-12.
Ahora calculamos a partir del diagrama del circuito de 3-12, el voltaje de 5V menos la caída de voltaje del LED, restando la caída de voltaje entre los transistores eyc, la resistencia limitante de corriente es de 330 ohmios, luego cada rama La corriente es de aproximadamente 8 mA, luego, si los 8 LED están encendidos al mismo tiempo, la corriente total es de 64 mA. De esta manera, si está conectado directamente al puerto IO del microordenador de un solo chip, entonces el microordenador de un solo chip no puede soportarlo, incluso si puede ser tolerado por un corto tiempo, el trabajo a largo plazo será inestable e incluso hará que el microordenador de un solo chip se queme.
Algunos estudiantes propondrán aumentar la resistencia limitadora de corriente para reducir esta corriente. Por ejemplo, si se cambia a 1K, la corriente es inferior a 3 mA y la corriente total de 8 canales es de aproximadamente 20 mA. En primer lugar, la reducción de la corriente hará que el brillo de la pequeña lámpara LED se atenúe. El brillo de la pequeña lámpara puede no ser relevante, pero debido a que hemos conectado el tubo digital al mismo circuito, hablaremos de la visualización dinámica del tubo digital más adelante. Si es así, el efecto visual será muy pobre, por lo que el método para reducir la corriente no es preferible. En segundo lugar, para el microordenador de un solo chip, desempeña principalmente un papel de control, las capacidades de entrada y salida de corriente son relativamente débiles, y la corriente total de los ocho puertos de P0 también es limitada, por lo que si observa una o dos luces LED, puede apenas directamente Utilice el puerto IO del microordenador de un solo chip para conectar, pero conecte varias luces pequeñas. Desde la perspectiva de la ingeniería real, no se recomienda conectar directamente el puerto IO. Entonces, ¿qué debemos hacer si queremos controlar múltiples luces LED con un microordenador de un solo chip?
Además de los transistores, en realidad hay algunos circuitos integrados de controlador. Estos circuitos integrados de controlador pueden usarse como memorias intermedias para microcomputadoras de un solo chip, que son solo memorias intermedias de unidad actuales y no tienen ningún efecto de control lógico. Por ejemplo, el chip 74HC245 utilizado en nuestra placa es No desempeña ningún otro papel lógicamente. Se utiliza como un búfer actual. Al revisar su hoja de datos, 74HC245 funciona de manera estable a 70 mA. No hay ningún problema, que es mucho más grande que los 8 puertos IO del microcontrolador, por lo que podemos usarlo Conéctelo entre la lámpara pequeña y el puerto IO como un búfer, como se muestra en la Figura 3-13.
Analicemos de la Figura 3-13, de la cual VCC y GND no hace falta decir que los estudiantes cuidadosos encontrarán que hay un condensador de desacoplamiento de 0.1uF.
74HC245 es un búfer bidireccional. El pin DIR 1 es el pin de dirección. Cuando este pin está conectado a un nivel alto, el voltaje de todos los números B en el lado derecho es igual al voltaje correspondiente al número A en el lado izquierdo. Por ejemplo, A1 es de alto nivel, luego B1 es de alto nivel, A2 es de bajo nivel, B2 es de bajo nivel y así sucesivamente. Si el pin DIR está conectado a un nivel bajo, el efecto es que el voltaje de la izquierda A será igual al voltaje de la derecha B. Debido a que el terminal de control de nuestro lugar está conectado al puerto P0 de la izquierda, requerimos el estado de que B es igual a A, por lo que conectamos directamente la fuente de alimentación de 5 V del pin 1, que es de alto nivel. En la Figura 3-13, hay una fila de resistencias R10 a R17 que son resistencias pull-up. El uso de esta resistencia se introducirá más adelante.
También está el último pin de habilitación, pin 19, OE, llamado habilitación de salida. Hay una línea horizontal en este pin, que indica que tiene un nivel bajo efectivo. Cuando el nivel bajo está conectado, el 74HC245 será bidireccional como se describió anteriormente. El papel del búfer, si OE está conectado a un nivel alto, no importa cómo esté conectado DIR, los pines de A y B son irrelevantes, es decir, la función 74HC245 no se puede realizar.
Como se puede ver en la Figura 3-14 a continuación, el puerto P0 del microcontrolador y el terminal A del 74HC245 están directamente conectados. En este lugar, algunos estudiantes tienen una pregunta, es decir, obviamente agregamos un controlador triodo a la fuente de alimentación VCC. ¿Por qué necesitamos agregar 245 chips de controlador? Aquí todos debemos entender la verdad de que el circuito debe pasar a través del dispositivo a tierra. Primero, debe haber corriente para funcionar correctamente. Si alguna posición en el circuito está desconectada, no habrá corriente y el dispositivo no participará en el trabajo. En segundo lugar, al igual que el flujo de agua, el grosor de la tubería de agua actual desde el polo positivo al polo negativo de la fuente de alimentación debe cumplir con los requisitos. Si la tubería es demasiado delgada en cualquier posición, se producirá un efecto de cuello de botella. La corriente se restringirá y reducirá en la tubería delgada en todo el camino Cada posición de la ruta del circuito debe garantizar que el canal sea lo suficientemente claro. La función de este 74HC245 es eliminar el cuello de botella del enlace de E / S de un solo chip.
