單片機的驅動能力對點亮LED燈的影響

learning 發布于2021-09-02 15:40 / 2613人閱讀

摘要：可是在現實操作過程中總有一種方式出現問題，這就不得不提到現實情況下單片機的驅動能力對實驗結果的影響。但是在現實中由于單片機驅動能力的影響往往第一種是無法點亮燈的。

一、LED燈與單片機的連接方式

? ? ? ?在proteus仿真中，無論LED燈是負極連接IO端口，正極通過電阻連接VCC還是LED燈正極連接IO端口，負極通過電阻連接GND，都是可以通過仿真得到正確結果的。可是在現實操作過程中總有一種方式出現問題，這就不得不提到現實情況下單片機的驅動能力對實驗結果的影響。

? ? ? ? 如圖所示第(1)種方式，單片機IO端口輸出高電平時，LED燈亮，電流方向由單片機流向GND(我們將單片機提供高電平，電流方向為單片機由內到外稱為拉電流)。第(2)種方式，單片機IO端口輸出低電平時，LED燈亮，電流方向由VCC流向單片機內部(我們將單片機提供低電平，電流方向為由外到內輸入單片機稱為灌電流)。但是在現實中由于單片機驅動能力的影響往往第一種是無法點亮LED燈的。

二、單片機驅動能力

我們將兩種連接方式與單片機IO端口內部簡化之后可以得到如下兩個簡圖：

? ? ? ?單片機輸出1時，T斷開，這時VCC通過電阻R連接到IO。上圖為拉電流連接方式，T斷開時，R、R外、LED串聯，形成直流通路。I=VCC-Vled/R+R外。R作為單片機內部上拉電阻，阻值一般幾百上千K，可見電流就非常小根本無法點亮LED燈。

? ? ? ? 單片機輸出0時，T閉合連接到GND，這時IO相當于接地。上圖為灌電流連接方式，T閉合時形成通路，I=VCC-Vled/R外。LED滿足電流的要求，LED燈亮。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 可見，有時候理論可行現實卻不太可行。

三、另外兩種單片機連接LED燈的比較

? ? ? ?單片機驅動較少LED燈尚且可以但是需要驅動多個時，必須增加外部驅動，以提供外部需要的電流。常用的方式是外部電路加驅動芯片、74HC373、非門、三態門、BJT等。下面將舉例說明三極管驅動LED燈電路。如圖:

? ? ? ?單片機只是控制三極管的通斷，而不是提供驅動電路，輸出高電平時三極管導通，可以形成直流通路，使得LED燈點亮；單片機輸出低電平時三極管截止(可以理解為斷路)，使得LED燈滅。這樣就可以接多個LED了。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?但是在實際生產中卻有缺陷，采用上述方式連接，在系統上電時，LED會閃一下。究其原因:上電瞬間，單片機IO輸出沒有在瞬間達到程序中初始化的值，另外電源沖擊等原因引起三極管瞬間導通，使得LED燈閃爍。這在生產中是不被接受的，所以我們更需要這樣更改，加入電容C，吸收尖峰電壓：

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