为什么单片机输出的电流很小?
同样是5V,为什么单片机输出的电流只有几毫安?
为了让大家彻底搞懂这个问题,首先我们需要知道单片机引脚的构成。
以Atmega328单片机为例,这是它的内部引脚原理图。
可以看出,单片机的引脚和内部电源之间并不是只有一个MOS管,他还有一个电阻。
因为有这个电阻的存在,单片机输出电流就会被限制,这就是单片机引脚驱动很小的原因。
阻值
那么这个电阻有多大呢?
接下来我们实际测试一下。
测试方法如下:
我们给单片机引脚外接一个阻值比较小的电阻,测量此时这个电阻的分压,这样就可以反推出来单片机内部电阻的大小。
为了方便直接在Arduino(Atmega328单片机)上外接一个47Ω的电阻。
接下来我们测量一下这个外接电阻的大小,最后测量这个外接电阻的分压为2.85V(此时已不能提供5V电压)。
由此可以推算出单片机内部的电阻约为35Ω(如下图)。
如果我们外接的阻值为1000Ω的话,能输出的电压值也仅仅为4.8V。这时候即使是在4.8v的情况下也才仅仅能提供5毫安的电流。
所以为了能让单片机更稳定的工作,尽量在引脚上外接大阻值的电阻!
单片机拉电流和灌电流
电子类专业的朋友在大学时都学过51单片机和微机原理,上面都提到过单片机的灌电流和拉电流,在当时是不是一头雾水,听不懂?那时候我记得老师在讲单片机的时候,只讲汇编指令,讲了一个学期,什么是单片机没讲,单片机的开发环境没讲,单片机的下载方式没讲。现在想想,真想穿越回去,抽他两个嘴巴子。
单片机的拉电流和灌电流都是对单片机的输出而言的,是单片机驱动能力的具体体现。
灌电流
如上图所示,当单片机输出低电平时,允许电路向单片机引脚内灌入电流,这个电流就叫做“灌电流”,从而发光二极管被点亮,发光二极管所在的电路可以叫做“灌电流负载”。
拉电流
如上图所示,当单片机输出高电平时,允许电路从单片机的引脚拉出电流,这个电流就叫做“拉电流”,从而发光二极管被点亮,发光二极管所在的电路可以叫做“拉电流负载”。
那拉电流和灌电流的大小是多少?这就涉及到单片机的驱动能力了,在微机原理与接口里我们知道,评价单片机的驱动能力的时候都会讲到,每个引脚可以带动多少个TTL。一般来说单片机的灌电流能力要大于拉电流能力,也就是在点灯时,建议第一图(单片机输出低电平)。
那单片机驱动继电器和电磁阀之类功率较大的器件时该怎么办呢?卖个关子,这个下次再说。
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